基于近红外相机和激光雷达的商业鸡舍移动机器人自主导航研究OA

为满足畜禽舍内巡检与对畜禽精准操作的需求,对自主移动机器人导航方法提出了更高要求。然而,现有导航方法存在对光源敏感、环境干扰耐受性低以及成本高等问题。为此,提出多模态传感器融合框架,通过联合优化激光雷达几何特征与近红外相机语义地标信息,克服复杂环境下导航瓶颈。以激光雷达大范围稳健定位能力为基础,近红外相机作为高精度辅助,实现高效导航。导航系统通过近红外图像识别并提取料槽肋板作为地标,将地标信息与轮式里程计、激光雷达和惯性测量单元(IMU)数据融合,采用Cartographer算法构建环境地图,实现高精度定位。以目标位点位姿信息支持全局路径规划,局部路径规划则结合Trajectory Rollout和Dynamic Window Approaches算法,进一步保障系统自主定位能力与导航精度。在叠层笼养鸡舍进行了实地测试,结果显示地标位置精度偏差标准差小于2 cm;大厅中,当速度小于0.5 m/s时,单个位点位置偏差标准差小于2 cm,偏航角偏差标准差小于1°;过道中,当速度小于0.3 m/s时,目标位点位置偏差标准差不大于5.04 cm,偏航角偏差标准差约为1°。实地测试结果表明,系统在复杂畜禽舍环境中实现了厘米级定位精度,适用于畜禽舍巡检与精准操作任务。