摘要：针对机器人路径规划对于路径最短、搜索效率以及平滑度的性能要求,提出一种改进A*算法与改进动态窗口法(DWA)相融合的算法。针对传统A*算法在复杂场景下输出非最优路径、寻路效率低等问题,结合曼哈顿距离和对角线距离设计新的启发函数,并对其动态分配权重,实现全局路径最短,减少寻路时间。针对传统8邻域8方向搜索方式搜索效率低、耗时长等问题,提出一种基于8邻域改进的搜索策略,对当前节点实时动态分配最优的搜索方向。针对路径存在多余无用节点的问题,使用Floyd算法去除冗余节点,减少转向次数,缩短路径长度。针对传统动态窗口法规划的路径非全局最优、目标点附近存在障碍物时规划的路径长度增加或者规划失败的问题,加入全局关键节点信息和引入目标点距离评估子函数。针对关键节点距离较长导致融合算法规划的路径偏离全局最优路径的问题,提出关键点密集化策略。最后,将提出的改进A*算法、融合算法和已有的其他改进算法进行比较,仿真结果表明:改进的A*算法能够在复杂环境中生成最短全局路径,平均转向次数减少16.3%,平均寻路时间缩短55.66%;融合算法在临时障碍物环境下,平均路径长度和平均运行时间分别缩短6.1%和14.7%,在移动障碍物环境下,平均路径长度和平均运行时间分别缩短1.6%和39.8%。

摘要：为了实现排种的均匀稳定,针对预切种式宿根蔗补种的难题,设计了一种宿根蔗补种机均匀排种控制系统,由辊耙、理蔗压板、种箱以及电控系统等组成。通过运用EDEM对排种机构的排种过程进行仿真分析及虚拟试验,探讨了系统主要工作参数对排种性能的影响,对机构进行了优化设计。通过单因素试验及Box-Behnken响应面正交试验,研究了辊耙角速度、理蔗压板压力、种箱内蔗种数量、理蔗压板活动角对排种均匀度的影响规律,建立了排种机构排种性能的响应面方程,构建了排种系统参数调节的控制模型和控制算法。以种箱内蔗种数量作为控制器输入量,控制器通过自动调整辊耙角速度和理蔗压板压力来控制排种系统排种过程的均匀性。试验结果表明,应用参数自调节排种控制系统进行排种作业时,排种合格率为94.44%,与未应用参数自调节的排种系统相比提高8.88个百分点;排种均匀度为0.46段2。研究可为提高甘蔗宿根补种的均匀性及稳定性提供技术支持。