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

1、路徑規(guī)劃在農(nóng)用機(jī)器人上的應(yīng)用有效于加快高效智能農(nóng)業(yè)的發(fā)展，確保農(nóng)用機(jī)器人作業(yè)路徑、運(yùn)行行向和作業(yè)間距的準(zhǔn)確性，以使農(nóng)用機(jī)器人根據(jù)規(guī)劃的路徑精確的自行行駛。本文針對(duì)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(biāo)，而未考慮規(guī)劃的路徑不夠連續(xù)平滑的問(wèn)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(shí)現(xiàn)最優(yōu)平滑路徑，便于農(nóng)用機(jī)器人的行駛及農(nóng)事操作。
　　首先，分析農(nóng)用機(jī)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(jìn)而確定系統(tǒng)對(duì)數(shù)字地圖的需求;分析路徑規(guī)劃軌跡特點(diǎn)，確定作業(yè)區(qū)域行走方式;在此基礎(chǔ)上進(jìn)行最優(yōu)路徑算法分析，使其適應(yīng)系統(tǒng)的功能需求?；贏rcGIS設(shè)計(jì)制作可進(jìn)行二次開(kāi)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(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)農(nóng)用機(jī)器人路徑規(guī)劃系統(tǒng)，設(shè)計(jì)系統(tǒng)功能，包括農(nóng)用機(jī)器人與系統(tǒng)服務(wù)器的通信接口，路徑跟蹤及規(guī)劃功能設(shè)計(jì)及歷史路徑顯示功能。設(shè)計(jì)基于ArcGIS Engine的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，完成地圖

3、模塊的設(shè)計(jì)及顯示，設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)模塊的后臺(tái)存儲(chǔ)及提取查詢功能。利用數(shù)字地圖，集成慣性導(dǎo)航系統(tǒng)(Inertial Navigation System，INS)與地理信息系統(tǒng)（Geographic Information System，GIS）技術(shù)，利用3G通訊網(wǎng)絡(luò)及Socket編程，在農(nóng)用機(jī)器人以及路徑管理系統(tǒng)之間回溯信息，實(shí)現(xiàn)路徑跟蹤監(jiān)控的功能。
　　然后，針對(duì)農(nóng)用機(jī)器人路徑規(guī)劃需求，進(jìn)行A*與B樣條算法研究并給出算法仿真實(shí)驗(yàn)及分析，

4、通過(guò)A*算法實(shí)現(xiàn)農(nóng)用機(jī)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(jìn)行對(duì)A*及B樣條算法的驗(yàn)證，仿真實(shí)驗(yàn)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(dǎo)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(guò)ArcGIS Engine二次開(kāi)發(fā)C＃編程語(yǔ)言寫入路徑管理控制服務(wù)器軟件平臺(tái)中，以最終實(shí)現(xiàn)農(nóng)用機(jī)器人路徑規(guī)劃功能。
　　最后，測(cè)試了農(nóng)用機(jī)