王紫虹,黄沛琛,刘杰,吴潇

• 1:广东开放大学公共课教学部
• 2:仲恺农业工程学院自动化学院
• 3:华南农业大学工程学院

摘要(Abstract)：

针对传统果园喷雾作业依赖人工作业导致效率低、风险高等问题，本研究提出一种基于双目视觉的喷雾机器人自主避障系统，旨在解决复杂果园环境下障碍物识别鲁棒性不足、定位成本高及路径规划实时性差等难题。首先，采用双目相机采集环境信息，结合YOLOv5s模型实现障碍物检测，通过深度图坐标转换完成三维定位。其次，通过数据增强与融合实地采集的香蕉园图像及开源数据集，优化模型对复杂场景的适应性；同时，引入动态窗口法实现局部路径规划，结合边缘计算平台高效算力实现低延迟避障决策。最后，通过仿真与田间实验验证系统性能。实验结果表明，模型在香蕉园场景下识别准确率为64.53%，单帧处理耗时80.0 ms；双目定位平均相对误差为1.64%，避障测试成功率为92%，行驶速度0.5 m/s时最小避障距离为0.3 m。仿真与田间实验验证了系统在坑洼地表、密集果树等复杂环境中的鲁棒性，通过硬件-算法协同优化，解决了香蕉园半结构化场景下的实时避障难题，为农业机器人智能化作业提供了可推广的技术方案。

关键词(KeyWords)： 香蕉园;喷雾机器人;障碍物检测与定位;动态窗口法;避障控制

Abstract:

Keywords:

基金项目(Foundation): 2022年广州市基础与应用基础研究项目（202201011691）资助

作者(Author): 王紫虹,黄沛琛,刘杰,吴潇

DOI: 10.16375/j.cnki.cn45-1395/t.2025.06.013

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