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Pieter M. Blok (네덜란드 와게닝겐대학교) 서현권 (네덜란드 와게닝겐대학교) Koen van Boheemen (네덜란드 와게닝겐대학교) 김학진 (서울대학교) 김국환 (농촌진흥청)
저널정보
제어로봇시스템학회 제어로봇시스템학회 논문지 제어로봇시스템학회 논문지 제24권 제8호
발행연도
2018.8
수록면
726 - 735 (10page)
DOI
10.5302/J.ICROS.2018.0078

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In mountainous orchards, agricultural tasks, such as crop protection and harvesting, are characterized as being labor intensive and dangerous. An autonomous orchard robot that can execute these unattended seems a promising alternative to increase task operability. An essential function in the development of an autonomous orchard robot is navigation, which is usually based on tree-row detection from LIDAR scan data by using navigational algorithms. This research applies a probabilistic particle filter (PF) algorithm with a novel laser-beam model for the autonomous in-row navigation of an orchard robot. The navigational accuracy of the algorithm is assessed in a Dutch apple orchard over a distance of 500 m, with the robot driving at two velocities: 0.25 m/s and 0.50 m/s. At both speeds, almost 50% of the observed lateral deviations were lower than 0.05 m from the optimal navigation line. With the use of the PF algorithm, the robot navigated itself between six patterns of tree rows with artificially removed trees. Some lateral deviations exceeded 0.10 m when three adjacent trees were missing in both tree rows. Based on these results, a PF with a laser beam model is an accurate and robust algorithm for the autonomous in-row navigation in semi-structured outdoor environments, such as orchards.
#particle filter #LIDAR scanner #agricultural robotics #autonomous navigation #orchard

목차

Abstract
I. 서론
II. 시스템 구성
III. 파티클 필터 알고리즘
IV. 로봇 제어
V. 포장 시험
VI. 결과
VII. 논의 및 제안
VIII. 결론
REFERENCES

참고문헌 (31)

참고문헌 신청
M. Holpp and L. Durr, “Automatic guidance system for tractors in fruit farming,” Swiss Federal Research Station for Agricultural Economics and Engineering, Report, no.631, 2006. C. Fernandez, R. Dominguez, D. Fernandez-Llorca, J. Alonso, and M. A Sotelo, “Autonomous navigation and obstacle avoidance of a micro-bus,” International Journal of Advanced Robotic Systems, vol. 10, no. 4, pp. 211-219, 2013. C. L. Jer-Hansen, H. W. Griepentrog, and J. C. Andersen, “Navigation and tree mapping in orchards,” International Conference of Agricultural Engineering, Valencia, Spain, pp. 101-106, 2012. N. Shalal, T. Low, C. McCarthy, and N. Hancock, “Orchard mapping and mobile robot localisation using on-board camera and laser scanner data fusion - Part B: Mapping and locali￢sation,” Computers and Electronics in Agriculture, vol. 119, no. 1, pp. 267-278, 2015. S. A. Hiremath, “Probabilistic methods for robotics in agri￢culture,” Ph.D. dissertation, Wageningen University & Research, Wageningen, The Netherlands, 2013.

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