基于地图服务器的群采摘机器人的A*路径规划算法

赵 伦, 伍锡如

(桂林电子科技大学 电子工程与自动化学院,广西 桂林 541004)

随着水果产业的快速发展,人工采摘果实显现出采摘成本大、作业量大以及效率低等问题[1-3],实现采摘作业的自动化已成为农业生产发展的现实需求,目前国内外很多专家和学者已开展果实采摘机器人的研究[4-5]。

移动机器人路径规划是根据距离代价、耗费时间、能量损耗等全局约束目标寻找一条最优运动路径,是实现农业机械自动化作业的关键技术之一[6-8]。对于采摘机器人,路径规划的研究主要集中在农作物局部路径生成和田地中的全局采摘路径规划。王洪斌等[9]提出一种将全局与局部规划融合的路径规划算法,通过改进A*算法进行路径规划,使用人工势场法进行局部规划,以解决复杂非结构环境下移动机器人的路径规划问题;张文等[10]针对复杂温室环境的机器人路径规划问题,提出一种平滑曲线方向A*算法;赵晓等[11]提出一种基于跳点搜索的改进A*算法,以解决较大场景下A*算法内存开销大、计算时间长等问题。王洪斌等[12]提出一种与动态窗口法结合的改进A*算法,利用目标成本函数对所有目标进行优先级判定,并采用改进A*算法规划一条经过多个目标点的最优路径,解决了移动机器人在多目标复杂环境中的路径规划问题。

群机器人控制[13-15]通过组织大量相对简单的机器人完成单个机器人无法完成或完成效率低的复杂工作。群机器人系统的控制方法包括集中式控制方法[16]和分布式控制方法[17]。……