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题名考虑子单元数量与起始位置的全覆盖路径规划
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作者
马铭言
黄思荣
邓仁辉
吴蕾
何力
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机构
广东工业大学机电工程学院
工业和信息化部电子第五研究所
南方科技大学电子与电气工程系
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出处
《西安工程大学学报》
CAS
2024年第4期1-8,共8页
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基金
广东省科技计划粤港澳联合创新领域项目(2023A0505010016)
佛山市科技创新团队专项(FS0AA-KJ919-4402-0098)。
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文摘
移动机器人的覆盖作业任务正朝着大面积和智能化方向发展,对全覆盖路径规划的覆盖效率与环境适应性提出迫切需求。为解决传统的牛耕单元分解法在复杂地图中适应性不足的问题,并提高覆盖效率,给出一种全覆盖路径规划方法。首先,在牛耕单元分解法的基础上,提出面积降序遍历与单调多边形判断的策略对子单元进行合并,减少约一半的子单元数量。最后,通过建立子单元起始位置与终止位置的映射关系,采用遗传算法优化子单元起始位置的选择和全局访问顺序。研究结果表明:1)文中算法在处理长宽为1300像素的地图时,能够在10 s内得到计算结果,并且相较于牛耕法、神经网络法和等高线法,计算时间随地图面积的增长率更小;2)相较于牛耕法、等高线法、神经网络法和能量最优法,文中算法的机器人总作业时间减少5.4%~47.0%,无效作业时间减少5.8%~29.2%;3)文中算法在1800张测试地图的平均覆盖率达到99.91%;4)统计检验进一步验证文中算法具有显著覆盖效率优势。
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关键词
全覆盖路径规划
单元分解法
遗传算法
单调多边形
起始位置优化
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Keywords
coverage path planning
cellular decomposition method
genetic algorithm
monotonic polygon
starting position optimization
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分类号
TP242.6
[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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