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激光除草机器人关键技术与展望
余忠义, 王洪宇, 何雄奎, 赵磊, 王媛媛, 孙海
智慧农业(中英文), DOI: 10.12133/j.smartag.SA202410031

杂草定位技术原理优点缺点
静态定位依赖外部基准或预先部署的基础设施(如卫星信号、固定标志物或物理轨道)实现杂草位置的精准确定,其核心是利用预先建立的坐标系统或基础设施完成绝对或相对定位定位精度较高(厘米级),无需复杂环境建模,系统成本较低,抗干扰能力较强等依赖卫星信号或固定基础,环境适应性差,动态障碍物处理能力弱,路径灵活性受限等
自主定位通过多模态传感器实时感知环境,结合SLAM(Simultaneous Localization and Mapping)算法和惯性导航,在无需外部基准的情况下动态构建地图并估计自身位置无需外部基础设施,适应复杂动态环境,路径规划灵活,具备障碍物规避能力等计算资源需求高,存在累积误差(需定期校准),复杂场景下精度下降(如杂草遮挡),系统成本较高等
双目视觉定位基于计算机的模仿人类双眼的视觉系统,通过使用两个摄像头从不同角度获取同一物体的图像,来计算物体在三维空间中的位置和姿态,包括图像获取、特征提取、立体匹配和深度计算等非接触式测量,定位精度较高,获取三维结构、视觉信息全面,实时性较好,尤其在机器人实时避障、动态目标跟踪等方面对环境要求较高,定位精度易受影响,视场范围受限,计算量大,系统标定复杂等
结构光定位一种常用的三维视觉测量技术,通过向物体表面投射特定的结构光图案,然后分析反射光来获取物体的三维信息,包括结构光投射、图像采集、分析及解码测量精度高、速度快,可同时获取区域三维模型信息,减少测量误差,对环境光干扰抵抗力较好对物体表面材质要求高,测量范围有限,系统复杂且成本高,不适用于动态测量
表2 田间杂草定位技术分类及优缺点
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