基于改进A*算法和DFS算法的割草机器人遍历路径规划

来源：中国农机化学报杂志2023年第2期北京时间：

作者：王新彦, 盛冠杰, 张凯, 易政洋

单位：江苏科技大学机械工程学院，江苏镇江，212100

摘要：针对割草机器人大面积作业时遍历路径规划覆盖率低、重复率高、普适性弱的问题，提出一种改进A*算法与DFS算法相结合的遍历路径规划算法。首先，根据已知环境全局信息，通过牛耕式分解法将目标区域划分成多个不含障碍物的子区域；然后，根据子区域的邻接关系构建无向图，使用DFS算法规划子区域的遍历顺序；最后，采用改进A*算法进行跨区域路径转移并且往复式遍历各子区域的内部。仿真试验结果表明：该遍历算法的覆盖率达到100%，遍历重复率为0，改进A*算法所规划的跨区域转移路径长度和转向次数比A*算法分别减少3.26%和62.5%。所提出的遍历算法具有覆盖率高、重复率低、普适性强的特点，改进A*算法通过路径平滑性优化和添加防碰撞安全间距对A*算法进行改进，使之规划的路径更平滑、更安全，路径长度更短。该研究结果旨在为割草机器人遍历路径规划提供理论参考。

关键词：割草机器人,遍历路径规划,路径转移,改进A*算法,DFS算法

基金资助：国家自然科学基金面上项目(51275223)