基于A*與B樣條算法的農用機器人路徑規劃系統

孟珠李，焦 俊，李鄭濤，張政云，朱竹芳

(安徽農業大學 信息與計算機學院,安徽 合肥 230036)

為高效智能地規劃農用機器人在農田中的運行路徑，保證精確的作業行距及作業方向，實現機器人按照指定路徑自動行駛，設計了基于A*與B樣條算法的農用機器人路徑規劃系統.使用A*算法對農用機器人運行過程進行路徑規劃，并利用B樣條算法平滑該路徑，進而得到最優作業路徑.Matlab仿真實驗結果表明：A*算法和B樣條算法結合起來應用于農用機器人的路徑規劃是可行的.

A*算法；B樣條算法；路徑規劃；ArcGIS Engine；Matlab

傳統的農業機械在農耕過程中存在誤操作、能源利用率低及作業人員重負荷等問題，針對以上問題進行路徑規劃已經成為發展智能化農業機械的研究內容.路徑規劃是指根據某種最優原則(如工作代價最小、行走路線最短、行走時間最短)，在工作空間中尋找一條從起始位置到目標位置的、避開障礙物的最優路徑[1-4].而針對農用機器人的路徑規劃，是指合理而高效地搜尋一條在農田環境內除障礙物及農作物以外的最優路徑.

路徑規劃的核心是算法的設計[5].基于遺傳算法的路徑規劃是一種局部路徑規劃，適用于變化的環境，實時性較好，但規劃速度較慢及占用存儲空間較多[6].蟻群算法有較好的穩定性及適應性，能夠找到全局最優解，與遺傳算法相比，搜索時間顯著減少，但在處理較大區域的路徑規劃時，會出現停滯現象或陷入局部最優解[7-8].Dijkstra算法……