亲爱的研友该休息了!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整地填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您度过漫漫科研夜!身体可是革命的本钱,早点休息,好梦!

Optimization‐based motion planning for autonomous agricultural vehicles turning in constrained headlands

地头 转弯半径 运动学 运动规划 弹道 工程类 路径(计算) 计算机科学 数学优化 机器人 人工智能 数学 航空航天工程 地质学 海洋学 物理 经典力学 海岸 程序设计语言 天文
作者
Chen Peng,Peng Wei,Zhenghao Fei,Yuankai Zhu,Stavros Vougioukas
出处
期刊:Journal of Field Robotics [Wiley]
卷期号:41 (6): 1984-2008 被引量:7
标识
DOI:10.1002/rob.22374
摘要

Abstract Headland maneuvering is a crucial part of the field operations performed by autonomous agricultural vehicles (AAVs). While motion planning for headland turning in open fields has been extensively studied and integrated into commercial autoguidance systems, the existing methods primarily address scenarios with ample headland space and thus may not work in more constrained headland geometries. Commercial orchards often contain narrow and irregularly shaped headlands, which may include static obstacles, rendering the task of planning a smooth and collision‐free turning trajectory difficult. To address this challenge, we propose an optimization‐based motion planning algorithm for headland turning under geometrical constraints imposed by headland geometry and obstacles. Our method models the headland and the AAV using convex polytopes as geometric primitives, and calculates optimal and collision‐free turning trajectories in two stages. In the first stage, a coarse path is generated using either a classical pattern‐based turning method or a directional graph‐guided hybrid A* algorithm, depending on the complexity of the headland geometry. The second stage refines this coarse path by feeding it into a numerical optimizer, which considers the vehicle's kinematic, control, and collision‐avoidance constraints to produce a feasible and smooth trajectory. We demonstrate the effectiveness of our algorithm by comparing it to the classical pattern‐based method in various types of headlands. The results show that our optimization‐based planner outperforms the classical planner in generating collision‐free turning trajectories inside constrained headland spaces. Additionally, the trajectories generated by our planner respect the kinematic and control limits of the vehicle and, hence, are easier for a path‐tracking controller to follow. In conclusion, our proposed approach successfully addresses complex motion planning problems in constrained headlands, making it a valuable contribution to the autonomous operation of AAVs, particularly in real‐world orchard environments.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
清脆夜阑完成签到,获得积分10
5秒前
9秒前
健忘的翠绿完成签到,获得积分10
10秒前
玛琳卡迪马完成签到,获得积分10
22秒前
平常的豪发布了新的文献求助10
22秒前
orixero的应助被ywttt采纳,获得10
28秒前
优美涵柏完成签到,获得积分10
30秒前
37秒前
无聊的友灵完成签到,获得积分10
38秒前
39秒前
45秒前
害羞孤风完成签到 ,获得积分10
45秒前
现代蜜粉完成签到,获得积分10
51秒前
狂野的靖雁完成签到,获得积分10
52秒前
靓丽的伟祺完成签到,获得积分10
1分钟前
humble完成签到,获得积分10
1分钟前
大个的应助被111采纳,获得10
1分钟前
悲凉的问安完成签到,获得积分10
1分钟前
脑洞疼的应助被平常的豪采纳,获得10
1分钟前
1分钟前
甜美凝琴完成签到,获得积分10
1分钟前
平常的豪发布了新的文献求助10
1分钟前
爱思考的小笨笨完成签到,获得积分10
2分钟前
隐形曼青的应助被科研通管家采纳,获得10
2分钟前
2分钟前
漂亮的乐曲完成签到,获得积分10
2分钟前
Ava的应助被平常的豪采纳,获得10
2分钟前
2分钟前
专注白昼的应助被wzbc采纳,获得20
2分钟前
欢呼的兰完成签到,获得积分10
2分钟前
专注白昼的应助被wzbc采纳,获得20
2分钟前
神勇如雪完成签到,获得积分10
2分钟前
2分钟前
agathahqs的应助被wzbc采纳,获得10
2分钟前
2分钟前
ywttt发布了新的文献求助10
3分钟前
mmyhn的应助被wzbc采纳,获得20
3分钟前
细腻的傲安完成签到,获得积分10
3分钟前
3分钟前
3分钟前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Nanocomposite Removal of Pesticides from Wastewater 2000
Электротехническая система магнитожидкостной герметизации валов регулируемых электродвигателей 800
日本語と中国語及びチベット・ビルマ語の語源関連性に関する分析 800
Practical Manual of Forensic Psychophysiology: Methodology, Execution, and Fields of Application 800
Holistic Discourse Analysis, Second Edition by Robert E. Longacre 666
The Basics of Practical Optimization, Second Edition 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 计算机科学 工程类 纳米技术 有机化学 物理 生物化学 化学工程 内科学 复合材料 催化作用 心理学 人工智能 细胞生物学 光电子学 无机化学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7940706
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9425485
关于积分的说明 20971061
捐赠科研通 7528592
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3367409
关于科研通互助平台的介绍 2504235
邀请新用户注册赠送积分活动 2399167