一种基于激光雷达的果园行间路径提取方法技术

本发明专利技术提供一种基于激光雷达的果园行间路径提取方法，包括：S1、采用二维激光雷达扫描果园行间路径，获取各个角度的距离测量数据作为树干测量数据，再对前述树干测量数据进行中值滤波；S2、设置感兴趣区域，对中值滤波后的树干测量数据进行数据筛选，获得相邻树行的测量点数据；S3、采用两步树行分割法获取左右树行数据，拟合左、右树行直线，将左右树行中心线作为导航路径。本发明专利技术通过中值滤波削弱树干数据的测量噪声，提出椭圆ROI和两步分割法提取两侧相邻树行，再求取树行中心线作为参考路径，能够提高准确性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于激光雷达的果园行间路径提取方法
本专利技术涉及果园车辆导航
，尤其是果园行间车辆导航，具体地说是一种基于激光雷达的果园行间路径提取方法。
技术介绍
果园车辆导航技术是实施精细化果园管理的基础，可以有效减轻操作人员的劳动强度，提高果园作业的精度效率。自动导航技术根据已知作业信息和环境信息，结合车辆自身传感器对动态环境信息的感知，进行路径规划与车体控制，完成相应的果园作业任务。常用导航传感器有全球导航卫星系统(Globalnavigationsatellitesystem，GNSS)、惯性测量单元(Inertialmeasurementunit，IMU)、视觉传感器、激光雷达(Lightdetectionandranging，LiDAR)等，或单独使用或多种结合。对于密植果园，由于浓密树冠对卫星信号的遮挡，使用GNSS导航定位存在较大局限，IMU长时间使用会产生误差累积，视觉传感器受光照变化、阴影等因素的影响较大。与之相比，LiDAR具有测距精度高、分辨率好、抗干扰能力强等优点，广泛应用于果园环境感知和果树信息提取，成为果园车辆导航领本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于激光雷达的果园行间路径提取方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：/nS1、采用二维激光雷达扫描果园行间路径，获取各个角度的距离测量数据作为树干测量数据，再对前述树干测量数据进行中值滤波；/nS2、设置感兴趣区域，对中值滤波后的树干测量数据进行数据筛选，获得相邻树行的测量点数据；/nS3、采用两步树行分割法获取左右树行数据，通过最小二乘法拟合左、右树行直线，将左右树行中心线作为导航路径。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于激光雷达的果园行间路径提取方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
S1、采用二维激光雷达扫描果园行间路径，获取各个角度的距离测量数据作为树干测量数据，再对前述树干测量数据进行中值滤波；
S2、设置感兴趣区域，对中值滤波后的树干测量数据进行数据筛选，获得相邻树行的测量点数据；
S3、采用两步树行分割法获取左右树行数据，通过最小二乘法拟合左、右树行直线，将左右树行中心线作为导航路径。


2.根据权利要求1所述的基于激光雷达的果园行间路径提取方法，其特征在于该方法中：S1具体包括以下步骤：
S1-1、采用二维激光雷达实时获取车辆周围的树干测量数据，令二维激光雷达的扫描面与地面平行，扫描中轴线与车辆行驶方向重合，以二维激光雷达扫描中轴线为极轴建立极坐标系，每次扫描返回各个角度的距离测量数据，记为其中，i表示扫描角度的编号，N表示扫描角度的总数；ri表示距离测量值；θi表示角度值，θi＝Δθ(i-1)+θ0，Δθ表示角度分辨率，θ0表示初始扫描角度，θb表示盲区角度；
S1-2、对当前扫描获取的各个角度的距离测量数据进行中值滤波，获取中值滤波后的树干测量数据。


3.根据权利要求1所述的基于激光雷达的果园行间路径提取方法，其特征在于该方法中：S2具体包括以下步骤：
S2-1、设置椭圆感兴趣区域RegionofinterestROI，以极轴为长轴方向，椭圆极坐标方程如下：



a＝Cdt，b＝dr
其中：r0表示距离阈值，a表示长轴，b表示短轴，dr表示行距，dt表示株距，C表示椭圆长轴参数。
S2-2、对中值滤波后的树干测量数据进行筛选，将树干测量数据中的各角度值θi分别代入椭圆极坐标方程，获取对应...

【专利技术属性】
技术研发人员：李秋洁，丁旭东，邓贤，
申请(专利权)人：南京林业大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32