Development of an autonomous navigation system for an agricultural drone in vineyards

Autonomous navigation in the agricultural field would enable whole new treatments while reducing cost and human effort. In this dissertation, the development of a drone for vineyards is presented. The need to implement a robust and reliable solution, able to perform continuously working tasks in real conditions, made it necessary to develop a tailor-made approach. An optimal navigation method, including specific speed management, has been developed to exploit all the drone potentialities while maintaining robustness. The perception inside vineyard rows has been improved with a specific fitting algorithm resulting in the robot's overall better behavior. All the modules have been tested in a dedicated simulation environment before the ground tests. The validation has been conducted on a real case scenario, with different ground and vegetation conditions.

La navigazione autonoma in campo agricolo consentirebbe di effettuare trattamenti completamente nuovi, riducendo al contempo i costi e lo sforzo umano. In questa Tesi viene presentato lo sviluppo di un drone agricolo per i vigneti. La necessità di implementare una soluzione robusta e affidabile, in grado di svolgere compiti di lavoro continuo in condizioni reali, ha reso necessario lo sviluppo di un approccio su misura. È stato sviluppato un metodo di navigazione ottimale, che comprende una gestione specifica della velocità, per sfruttare tutte le potenzialità del drone mantenendo la robustezza. La navigazione all'interno dei filari è stata migliorata con un algoritmo di filtraggio specifico, che ha permesso di migliorare il comportamento complessivo del robot. Tutti i moduli sono stati testati in un ambiente di simulazione dedicato prima delle prove sul campo. La validazione è stata condotta su uno scenario reale, con diverse condizioni di terreno e vegetazione.