田间导航系统

采摘机器人的「方向感」。融合激光雷达、视觉、IMU 等多传感器,在温室、田间等 GNSS 信号不佳环境中实现稳定、高精度的自主移动。

产品 · 配套系统 · 田间导航系统

在已知地图下,让机器人走到目标位点

在已知地图情况下,机器人通过实时激光雷达、里程计、IMU 等数据完成精确定位,并以全局规划与局部规划协同的方式完成自主导航。

果园与温室是典型的非结构化环境:树体与棚架结构复杂,卫星信号常被遮挡,枝叶、晨露与密植又让感知变得困难。单靠一种传感器容易失效,导航系统需要多传感器融合,才能在 GNSS 信号不佳环境中稳定工作。

  • 多传感器融合定位:激光雷达 + 视觉 + IMU,在温室、田间等 GNSS 信号不佳环境中实现稳定、高精度自主移动
  • 同时定位与建图(SLAM):2D 雷达构建栅格地图,3D 激光雷达构建点云地图,还原树体、枝干、棚架等立体结构
  • 全局规划:依托已知地图,得到机器人当前位置与目标位置之间的路径,从作业起点稳定抵达目标位点
  • 局部规划:实时躲避静态障碍物,在果园等复杂环境中保持路径连续、作业不中断
  • 地图与点位管理:地图版本管理、点位清单、点位绑定与翻译,点位名是跨版本的稳定标识
激光雷达视觉IMU栅格地图点云地图全局规划
田间导航系统 · 运行链路
感知输入 激光雷达 · 视觉 · 里程计 · IMU
建图 2D 栅格地图(2D 雷达 + 里程计)· 3D 点云地图(3D 激光雷达 + IMU)
定位 在已知地图中实时估计机器人位姿
规划 全局规划与局部规划协同,局部规划实时躲避静态障碍物
位点到达 合适场景下,位点到达成功率可达 92%
核心能力

五项能力支撑自主行走

定位要稳、建图要准、规划要连续、避障要快、地图要能复用——五件事缺一件,自主行走就落不了地。

01

多传感器融合定位

  • 激光雷达 + 视觉 + IMU 多传感器融合
  • 温室、田间等 GNSS 信号不佳环境中稳定自主移动
  • 为路径规划与作业执行提供稳定的位姿输入
02

同时定位与建图

  • 2D 雷达 + 里程计构建栅格地图,直接用于定位与路径规划
  • 3D 激光雷达 + IMU 构建点云地图,还原树体、枝干、棚架等立体结构
  • 结构丰富的环境中,3D 建图精度达厘米级
03

全局路径规划

  • 依托已知地图,计算当前位置与目标位置之间的路径
  • 让机器人从作业起点稳定抵达目标位点
  • 定位—规划—控制闭环运行,作业流程可连续执行
04

局部动态避障

  • 通过局部规划实时躲避静态障碍物
  • 在果园等复杂环境中保持路径连续、作业不中断
  • 与全局规划协同运行,构成完整导航链路
05

地图与点位管理

  • 地图版本管理、点位清单、点位绑定与翻译由平台统一维护;点位名(point_name)是跨版本的稳定标识,导航栈从 SLAM 换成 GNSS+RTK 时,平台侧零改动
  • 位置节点按类型管理:地块 / 作业行 / 接驳点 / 卸载点 / 换电点 / 风险区 / 禁行区,一个节点是接驳点,它的作业类型就只能是接驳装载
性能指标

SLAM 实测精度与位点到达能力

SLAM 相关数据来自既有实测口径,与「路径规划算法」页同源。

0.13 m2D SLAM 绝对轨迹误差(实测)
0.06 m2D SLAM 重访精度(实测)
厘米级结构丰富环境下的 3D 建图精度
能力项实现方式与指标
定位方式激光雷达 + 视觉 + IMU 多传感器融合
工作环境温室、田间等 GNSS 信号不佳环境
2D 建图2D 雷达 + 里程计 → 栅格地图;绝对轨迹误差 0.13 m,重访精度 0.06 m
3D 建图3D 激光雷达 + IMU → 点云地图;结构丰富环境下达厘米级精度
全局规划依托已知地图计算当前位置与目标位置之间的路径
局部规划实时躲避静态障碍物,保持路径连续
位点到达合适场景下成功率可达 92%
地图管理地图版本管理、点位清单、点位绑定与翻译
作业闭环

五步完成一次自主行走

从首次进场建图,到机器人抵达目标位点,导航链路按固定顺序持续运行。

01

建图

首次进入园区完成 2D 栅格与 3D 点云建图,生成可复用的作业地图。

02

定位

激光雷达、视觉、IMU 与里程计多传感器融合,实时输出机器人位姿。

03

全局规划

依托已知地图,计算当前位置到目标位点之间的完整路径。

04

局部规划

实时躲避静态障碍物,保持路径连续、作业不中断。

05

位点到达

合适场景下到达成功率可达 92%,交由手臂完成作业。

定位—规划—控制闭环运行,作业流程可连续执行;SLAM 实测精度与位点到达能力均已在真实园区作业中验证。

适配与协同

导航是整机能力,不是外挂模块

导航能力按平台化架构集成,与移动底盘、路径规划算法和地图点位标准共同构成完整链路。

机

与移动底盘协同

激光视觉导航集成于移动底盘平台之上,与内置的车臂协同框架配合,为上层应用提供坚实可靠的运行基础。

算

与路径规划算法协同

SLAM 建图与全局 / 局部路径规划由路径规划算法提供;2D SLAM 绝对轨迹误差 0.13 m,重访精度 0.06 m。

图

地图与点位标准

地图版本管理、点位清单、点位绑定与翻译由平台维护;点位名是跨版本的稳定标识,导航栈从 SLAM 换成 GNSS+RTK 时,平台侧零改动。

下一步

让机器人在果园里自己走到位点

如果您的园区行距不规整、棚区之间需要频繁转场,欢迎与蓝侠团队沟通导航方案的适配可行性。