基于ROS-QT的红花采摘机器人多线程传感器数据预处理系统

摘要

[目的]针对红花采摘机器人在复杂农田环境中面临的实时感知与控制挑战，特别是多源异构传感器数据处理和对环境变化的快速响应问题，设计一种基于ROS和Qt的多线程并行控制系统。[方法]数据处理引入生产者-消费者模型，实现多源异构传感器数据的实时并行处理，提高系统数据处理效率和鲁棒性，并在新疆吉木萨尔县红旗农场红花田现场试验。[结果]多线程架构在复杂场景中显著优化资源利用率，减少端到端延迟约19.3%～25%。通过任务分解与并行处理，多线程配置在高负载条件下将CPU使用率从单线程的90%降低至75%～80%，并显著平滑内存曲线，提升系统稳定性。[结论]该项目与新疆35家农户、合作社签订技术服务合作协议，对推动红花采摘机械化发展具有重要的理论和实践意义。

关键词

红花采摘机器人 / 多线程控制系统 / 并行数据处理 / 并行控制

基金资助

新疆维吾尔自治区自然科学基金项目(2022D01A117)