番茄温室内移动喷药机器人的路径规划研究

来源：计算机工程与应用杂志2024年第16期北京时间：

作者：高兴旺, 任力生, 王芳

单位：1.河北农业大学 信息科学与技术学院，河北 保定 071001；2.河北省农业大数据重点实验室，河北 保定 071001

摘要：移动喷药机器人在番茄温室内作业时，存在规划路径效率低、平滑性差以及路径存在安全隐患等问题。提出了一种优化A*算法融合DWA算法的番茄温室移动喷药机器人的路径规划算法。充分考虑番茄温室具体环境，定义作业安全距离及对种植区进行膨胀化处理，保证移动喷药机器人安全作业；通过为启发函数添加动态权重因子，采用关键节点提取技术提高全局路径规划效率，同时引入转弯点以及三次B样条曲线确保路径的全面覆盖及平滑性；最后融合DWA算法保证移动喷药机器人对突现障碍物的躲避。使用Matlab构建番茄温室环境进行仿真验证，实验结果表明，优化后的算法比传统算法规划出的路径更安全、平滑，覆盖喷药区域完整，规划效率明显提升，融合算法成功实现了对路径突现障碍物的躲避。该方案满足移动喷药机器人在复杂番茄温室中的作业需求。

关键词：番茄温室,移动喷药机器人,路径规划,A*算法,动态窗口法（DWA）