基于多层代价地图的启发式覆盖路径规划算法

来源：计算机工程与应用杂志2025年第9期北京时间：

作者：申思康, 孙波, 薛瑞雷, 马铜伟

单位：1.新疆大学 智能制造现代产业学院（机械工程学院），乌鲁木齐 830017；2.中国科学院 海西研究院 泉州装备制造研究所，福建 晋江 362201

摘要：为更好地解决室外起伏地形下移动机器人的覆盖路径规划问题，提出了一种基于多层代价地图的启发式覆盖方法。分析了地形可穿越性评估的重要性，并结合机器人的运动学模型，生成了包含高度、坡度和粗糙度信息的多层二维栅格地图。以可穿越层为基本层，同时调用高度层地图信息，提出了一种基于能耗最优的多目标启发式算法，综合了距离、旋转角度和地形高度变化因素，为机器人提供了在复杂室外环境中高效且节能的路径规划。提出的方法能有效排除不可穿越区域，并通过启发式算法降低能耗。仿真与真实场景实验表明，与Z字形和螺旋形算法相比，该研究方法在路径长度、旋转角度和能耗上均具有显著优势。

关键词：移动机器人,覆盖路径规划,启发式算法,可穿越性评估