Vision Based Reactive Navigation for Agricultural Robotics Operations

Abstract

Given the lack of labour and the increasing demand of agriculture requiring a lot of manpower,

agriculture is a sector that would greatly benefit from automation and robotics solutions. The

technologies and algorithms developed in the robotics sector for localization and autonomous

navigation have been intensively addressed in the last two decades, mainly in indoor

environments (for example, logistics warehouses). In these cases, the scenario is usually quite

structured, controlled, predictable and limited in size, and the terrain is usually quite flat and

regular. Lidar based SLAM, for instance, has been intensively implemented and deployed with

great results.

These solutions, however, do not perform well in agricultural scenarios. The objective of this

Thesis is to develop:

● A reactive navigation solution, based on vision and lidar sensors, in order to obtain a

robust navigation solution.

● Overcome the problems associated with navigation derived from an erratic localization

system, given the difficulty of the scenario.

Donada la manca de mà d'obra i la creixent demanda d'agricultura que requereix molta mà d'obra, l'agricultura és un sector que es beneficiaria enormement de solucions d'automatització i robòtica. Les tecnologies i algoritmes desenvolupats en el sector de la robòtica per a la localització i navegació autònoma s'han abordat intensament en les darreres dues dècades, principalment en entorns interiors (per exemple, magatzems logístics). En aquests casos, l'escenari sol ser força estructurat, controlat, previsible i limitat en mida, i el terreny sol ser força pla i regular. El SLAM basat en Lidar, per exemple, s'ha implementat i desplegat intensament amb grans resultats. No obstant això, aquestes solucions no funcionen bé en escenaris agrícoles. L'objectiu d'aquesta Tesi és desenvolupar: ● Una solució de navegació reactiva, basada en sensors de visió i lidar, per obtenir una solució de navegació robusta. ● Superar els problemes associats amb la navegació derivats d'un sistema de localització erràtic, donada la dificultat de l'escenari.