周林娜等：矿区废弃地移动机器人全覆盖路径规划 1227· 表3路径转移距离对比 Table 3 Distance comparison of path transition Distance of path transition Algorithm Total distance H I-F F-C RRT algorithm 8.30 11.30 12.86 32.46 Dijkstra algorithm 7.83 9.41 11.41 28.65 A◆algorithm 7.83 9.41 11.41 28.65 BINN algorithm 7.83 9.41 10.83 28.07 表4路径转移时间对比 Table 4 Time comparison of path transition Time of path transition Algorithm Total time/s J I-F F-C RRT algorithm 4.14 4.65 6.20 14.99 Dijkstra algorithm 1.07 1.31 1.77 4.15 A*algorithm 1.07 1.33 1.76 4.16 BINN algorithm 0.80 0.89 0.95 2.64 种算法对比实验结果.图8中BNN算法路径用 搜索目标神经元，同时根据对的不同设定，缩短 “×”表示，A*算法路径用“o”表示，Dijkstra算法路 了规划路径，该算法获得最短搜索路径.根据 径用“△”表示，RRT算法路径用“”表示 图9(b)和表4，在三个区域转移部分，由于BINN 从图9(a)和表3可以得出，在J一I,I一F区域 算法对目标神经元的导向作用，算法快速搜索到 中，BNN算法生成的路径长度和A*算法、Dijkstra 目标神经元位置，BNN算法消耗的时间最少.从 算法相同，小于RRT算法的路径长度：F一C区域 上述实验结果中可以看到，在路径转移距离方面， 中BNN算法的路径长度最小，因此，总路径长度 BNN算法在J一I区域，I一F区域，F一C区域均获 BNN算法最小.本文在区域转移部分应用BNN 得最小的总路径；在路径转移时间方面，BNN算 算法时增大了目标点神经元活性，引导算法快速 法的路径转移时间代价最小.因此，不论路径转移 14 (a) (b) BINN 6 日A* ◆BNN ÷-Dijkstra 0 RRT 4 一F Subregion Subregion 图9算法性能评价结果图.(a)距离对比结果：(b)时间对比结果 Fig.9 Performance evaluation results of algorithms:(a)distance comparison result,(b)time comparison result 距离还是路径转移时间，BNN算法均最优 的全覆盖.本文将BNN算法用于区域分解中，既 4结论 能够实现机器人对子区域内部全覆盖又能完成子 区域间路径转移.仿真实验结果验证了本文所使 针对矿区废弃地等复杂环境，本文使用BCD 用的方法的可行性.在路径转移方面，本文使用三 方法结合BNN算法完成移动机器人对整个环境 种点对点路径规划算法做对比实验，实验结果证种算法对比实验结果. 图 8 中 BINN 算法路径用 “×”表示，A*算法路径用“○”表示，Dijkstra 算法路 径用“△”表示，RRT 算法路径用“·”表示. 从图 9（a）和表 3 可以得出，在 J—I，I—F 区域 中，BINN 算法生成的路径长度和 A*算法、Dijkstra 算法相同，小于 RRT 算法的路径长度；F—C 区域 中 BINN 算法的路径长度最小，因此，总路径长度 BINN 算法最小. 本文在区域转移部分应用 BINN 算法时增大了目标点神经元活性，引导算法快速 搜索目标神经元，同时根据对u的不同设定，缩短 了规划路径 ，该算法获得最短搜索路径. 根据 图 9（b）和表 4，在三个区域转移部分，由于 BINN 算法对目标神经元的导向作用，算法快速搜索到 目标神经元位置，BINN 算法消耗的时间最少. 从 上述实验结果中可以看到，在路径转移距离方面， BINN 算法在 J—I 区域，I—F 区域，F—C 区域均获 得最小的总路径；在路径转移时间方面，BINN 算 法的路径转移时间代价最小. 因此，不论路径转移 距离还是路径转移时间，BINN 算法均最优. 4    结论 针对矿区废弃地等复杂环境，本文使用 BCD 方法结合 BINN 算法完成移动机器人对整个环境 的全覆盖. 本文将 BINN 算法用于区域分解中，既 能够实现机器人对子区域内部全覆盖又能完成子 区域间路径转移. 仿真实验结果验证了本文所使 用的方法的可行性. 在路径转移方面，本文使用三 种点对点路径规划算法做对比实验，实验结果证 表 3 路径转移距离对比 Table 3 Distance comparison of path transition Algorithm Distance of path transition Total distance J—I I—F F—C RRT algorithm 8.30 11.30 12.86 32.46 Dijkstra algorithm 7.83 9.41 11.41 28.65 A* algorithm 7.83 9.41 11.41 28.65 BINN algorithm 7.83 9.41 10.83 28.07 表 4 路径转移时间对比 Table 4 Time comparison of path transition Algorithm Time of path transition Total time/s J—I I—F F—C RRT algorithm 4.14 4.65 6.20 14.99 Dijkstra algorithm 1.07 1.31 1.77 4.15 A* algorithm 1.07 1.33 1.76 4.16 BINN algorithm 0.80 0.89 0.95 2.64 0 2 4 6 8 10 12 14 BINN (a) (b) A* Dijkstra RRT J—I I—F F—C Subregion Distance of path transition 0 1 2 3 4 5 6 7 Time of path transition/s A* BINN Dijkstra RRT J—I I—F F—C Subregion 图 9    算法性能评价结果图. （a）距离对比结果；（b）时间对比结果 Fig.9    Performance evaluation results of algorithms: (a) distance comparison result; (b) time comparison result 周林娜等： 矿区废弃地移动机器人全覆盖路径规划 · 1227 ·