基于自适应升温模拟退火算法的农业机器人全区域覆盖策略

作者：王伟; 张彦斐; 宫金良^*; 兰玉彬

来源：华南农业大学学报, 2021, 42(06): 126-132.

• 农业机器人
• 路径规划
• 模拟退火算法
• A*算法
• 路径重复率

【目的】提出一种复杂农田环境下农业机器人全区域覆盖策略,以便合理规划农业机器人的工作遍历路径。【方法】根据农田实际生产环境定义农业机器人复杂工作环境模型,并在此基础上建立一级分区与二级分区的概念。引入遗传算法变异操作的思想,建立基于贪婪机制的模拟退火算法优质可行解生成方法;建立解集多样性的概念,设计基于自适应升温的模拟退火算法改进方法,以此求解分区间的最佳遍历顺序问题。通过A*算法与八邻域搜索法相结合进行农业机器人跨区域衔接路径规划,依此,实现机器人覆盖全区域。【结果】仿真结果表明,改进的模拟退火算法所规划的路径长度分别比传统遗传算法和模拟退火算法减少了14.7%和10.1%,收敛时的迭代次数分别减少9.8%和59.1%;农业机器人全区域覆盖仿真试验中遍历路径重复率为14.86%。高地隙喷药机器人现场遍历试验中,路径重复率为15.83%。【结论】研究结果可为农业机器人在复杂农田环境中全遍历覆盖提供研究思路。

• 单位
  华南农业大学; 电子工程学院; 山东理工大学