基于A-與B樣條算法的農(nóng)用機器人路徑規(guī)劃系統(tǒng).pdf

1、路徑規(guī)劃在農(nóng)用機器人上的應用有效于加快高效智能農(nóng)業(yè)的發(fā)展，確保農(nóng)用機器人作業(yè)路徑、運行行向和作業(yè)間距的準確性，以使農(nóng)用機器人根據(jù)規(guī)劃的路徑精確的自行行駛。本文針對現(xiàn)存多數(shù)路徑規(guī)劃算法只將求解出最短路徑為目標，而未考慮規(guī)劃的路徑不夠連續(xù)平滑的問題。將農(nóng)田全覆蓋往返式最短路徑算法A*算法結(jié)合路徑曲線優(yōu)化平滑B樣條算法，以實現(xiàn)最優(yōu)平滑路徑，便于農(nóng)用機器人的行駛及農(nóng)事操作。
　　首先，分析農(nóng)用機器人路徑規(guī)劃需求及作業(yè)地理的規(guī)則與非規(guī)則環(huán)境

2、，進而確定系統(tǒng)對數(shù)字地圖的需求;分析路徑規(guī)劃軌跡特點，確定作業(yè)區(qū)域行走方式;在此基礎上進行最優(yōu)路徑算法分析，使其適應系統(tǒng)的功能需求?；贏rcGIS設計制作可進行二次開發(fā)的矢量數(shù)字地圖，再添加用于A*算法及B樣條曲線算法路徑規(guī)劃的屬性數(shù)據(jù)。
　　其次，設計并實現(xiàn)農(nóng)用機器人路徑規(guī)劃系統(tǒng)，設計系統(tǒng)功能，包括農(nóng)用機器人與系統(tǒng)服務器的通信接口，路徑跟蹤及規(guī)劃功能設計及歷史路徑顯示功能。設計基于ArcGIS Engine的系統(tǒng)實現(xiàn)，完成地圖

3、模塊的設計及顯示，設計數(shù)據(jù)庫模塊的后臺存儲及提取查詢功能。利用數(shù)字地圖，集成慣性導航系統(tǒng)(Inertial Navigation System，INS)與地理信息系統(tǒng)（Geographic Information System，GIS）技術，利用3G通訊網(wǎng)絡及Socket編程，在農(nóng)用機器人以及路徑管理系統(tǒng)之間回溯信息，實現(xiàn)路徑跟蹤監(jiān)控的功能。
　　然后，針對農(nóng)用機器人路徑規(guī)劃需求，進行A*與B樣條算法研究并給出算法仿真實驗及分析，

4、通過A*算法實現(xiàn)農(nóng)用機器人最短路徑規(guī)劃，再使用B樣條算法優(yōu)化平滑該最短路徑，最終完成最優(yōu)作業(yè)路徑行走。利用Matlab仿真進行對A*及B樣條算法的驗證，仿真實驗結(jié)果:A*算法得出的路徑在某些路徑拐角處比較尖銳，易導致位置誤差;而結(jié)合A*與B樣條算法的路徑光滑平穩(wěn)，是可行的。最后將路徑規(guī)劃算法通過ArcGIS Engine二次開發(fā)C＃編程語言寫入路徑管理控制服務器軟件平臺中，以最終實現(xiàn)農(nóng)用機器人路徑規(guī)劃功能。
　　最后，測試了農(nóng)用機