[发明专利]一种自动化浇筑混凝土全覆盖运动路径规划方法

权利要求书

1.一种自动化浇筑混凝土全覆盖运动路径规划方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

步骤1：提取2D地图中浇筑机器需要施工的浇筑区域；

步骤2：基于栅格法将浇筑区域分割成平行、等大小若干个相邻的子区域；

步骤3：采用遗传算法找出覆盖所有区域的最优路径；

步骤4：浇筑机器在子区域内采取直线往返作业，为避免重复作业已覆盖区域，将每个区域赋值K表示该区域是否已浇筑，未浇筑为0，已浇筑为1，引入A*算法寻找机器到下一区域的最优路径，直至所有区域达到全浇筑覆盖效果。

2.如权利要求要求1所述的一种自动化浇筑混凝土全覆盖运动路径规划方法，其特征在于，所述步骤1中，利用深度摄像头建立环境的3D模型并将其底面作为有效区域。

3.如权利要求要求1或2所述的一种自动化浇筑混凝土全覆盖运动路径规划方法，其特征在于，所述步骤2中，采用栅格法，在环境中建立一个二维坐标系，横向为X轴，纵向为Y轴，原点定在左上角，采用一条平行于Y轴的直线为扫描线和一条平行于X轴的直线为扫描线扫描浇筑区域，将其分割成平行、等大小若干个相邻的子区域。

4.如权利要求要求1或2所述的一种自动化浇筑混凝土全覆盖运动路径规划方法，其特征在于，所述步骤3中，将所有浇筑子区域采用遗传算法编译得出一条最优覆盖路径，该路径从起始子区域出发，覆盖整个区域，将整个区域内所有子区域编译成一条数字链，机器按照编译好的最优化路径作业，达到遍历子区域。

5.如权利要求要求1或2所述的一种自动化浇筑混凝土全覆盖运动路径规划方法，其特征在于，所述步骤4中，A*算法采用一个启发函数f(n)来指导节点扩展和节点搜索的选择：

f(n)＝g(n)+h(n)

式中g(n)表示从初始点到当前节点n在一定评价函数下的最优代价，h(n)是依赖于问题领域的启发式信息，反映从当前节点n到目标点之间路径代价的估计值；

A_i表示是区域中的第i个节点，A₀表示起始点，A_n为当前节点n,D(A_i-1，A_i)表示节点A_i-1与节点A_i之间的距离，ρ_i是节点A_i-1与节点A_i之间的环境加权系数，该值路径的易通行程度与能量消耗系数相关，h(n)用曼哈顿距离表示：

h(n)＝D_x(G-A_n)+D_y(G-A_n)

式中G-A_n为目标点指向当前节点A_n的矢量，D_x(G-A_n)表示当前节点A_n与目标点在X轴上的距离长度，D_y(G-A_n)表示当前节点A_n与目标点在Y轴上的距离长度；

采用A*算法在已作业完毕子区域的结束点到需要开始作业子区域的开始点两点之间得出一条最优路径，机器按照该最优路径进入下一区域作业。