基于3D激光雷达的鸡舍通道中心线检测方法

韩雨晓, 李帅, 王宁, 安娅军, 张漫, 李寒

农业工程学报. 2024, 40(9): 173-181

农业工程学报 ›› 2024, Vol. 40 ›› Issue (9) : 173-181. DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.202303022

基于3D激光雷达的鸡舍通道中心线检测方法

  • 韩雨晓, 李帅, 王宁, 安娅军, 张漫, 李寒
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Detecting center line of chicken coop path using 3D Lidar

  • HAN Yuxiao and LI Shuai and WANG Ning and AN Yajun and ZHANG Man and LI Han
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摘要

针对笼养鸡舍环境下光照强度弱、作业通道内狭小导致机器人巡检时通道中心线检测困难的问题，该研究利用3D激光雷达对鸡舍通道中心线进行获取。首先通过机器人搭载的3D激光雷达对鸡舍作业通道信息进行采集，利用直通滤波、地面点滤波、体素滤波、统计滤波和平面投影对获取的3D激光雷达点云数据进行预处理，获取XOY平面上的点云数据。通过改变K-means聚类初始点选择方式和聚类函数对预处理后的点云数据进行数据分类。利用改进RANSAC算法对分类后的数据进行处理，提取通道中心线。试验结果表明该研究提出的改进K-means聚类算法平均耗时6.98 ms，相较于传统的K-means聚类算法平均耗时减少了29.40 ms，准确率提高了82.41%。该研究提出的改进RANSAC算法中心线提取准确率为93.66%、平均误差角为0.89°、平均耗时为3.94 ms，比LSM算法得到的平均误差角高0.14°，平均耗时减少6.15 ms。表明该研究提出的鸡舍通道中心线检测方法基本满足笼养鸡舍环境实时自主导航的需求，为巡检机器人在鸡舍作业通道内进行激光雷达导航提供了技术支撑。

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韩雨晓, 李帅, 王宁, 安娅军, 张漫, 李寒. 基于3D激光雷达的鸡舍通道中心线检测方法. 农业工程学报. 2024, 40(9): 173-181 https://doi.org/10.11975/j.issn.1002-6819.202303022
HAN Yuxiao and LI Shuai and WANG Ning and AN Yajun and ZHANG Man and LI Han. Detecting center line of chicken coop path using 3D Lidar. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering. 2024, 40(9): 173-181 https://doi.org/10.11975/j.issn.1002-6819.202303022

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