基于区域划分与位置优化的多机器人覆盖路径规划
Multi-robot coverage path planning based on region division and position optimization
福州大学 机械工程及自动化学院, 福州 350108
摘要
针对多机器人覆盖路径规划在多障碍物复杂环境中存在区域划分连通性差、任务分配失衡及路径频繁转向的问题进行了研究，提出一种融合机器人状态参数的区域划分算法与多目标初始位置优化的多机器人覆盖路径规划方法。首先，结合多机器人不同剩余电量状态参数的适配机制，确保任务分配的均衡性；其次，设计双向A*评估矩阵与BFS连通性奖惩机制对传统区域划分方法进行改进；最后，通过自适应权重MOTPE算法优化机器人部署的初始位置。通过模拟不同地图大小、障碍物比例和形状的复杂环境下实验，结果表明：在不同剩余电量状态参数下，路径规划任务分配比率达到[0.95，1.05]；在相同剩余电量状态参数下，所提算法较DARP算法最大任务量偏差降低80%，标准差降低80.02%。在多机器人的初始位置部署优化中，所提方法的最大转弯次数较随机搜索降低22.86%，总转弯次数显著减少，路径总代价标准差不超过2.53。该算法能有效提升区域划分连通性与任务均衡性，减少多机器人系统的运行能耗。
基金项目
福建省引导性科技计划项目(2022H0007)
出版信息
DOI: 10.19734/j.issn.1001-3695.2025.08.0398
出版期卷: 《计算机应用研究》 优先出版, 2026年第43卷 第5期
发布历史
[2026-01-20] 优先出版
引用本文
吴添隆, 彭育辉, 黄鸿龙, 等. 基于区域划分与位置优化的多机器人覆盖路径规划 [J]. 计算机应用研究, 2026, 43 (5). (2026-01-20). https://doi.org/10.19734/j.issn.1001-3695.2025.08.0398. (Wu Tianlong, Peng Yuhui, Huang Honglong, et al. Multi-robot coverage path planning based on region division and position optimization [J]. Application Research of Computers, 2026, 43 (5). (2026-01-20). https://doi.org/10.19734/j.issn.1001-3695.2025.08.0398. )
关于期刊
- 计算机应用研究 月刊
- Application Research of Computers
-
刊号
ISSN 1001-3695
CN 51-1196/TP
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