針對傳統(tǒng)森林巡防小車路徑規(guī)劃算法在復(fù)雜動態(tài)環(huán)境下的路徑冗長、能耗高、動態(tài)避障能力不足等痛點問題，提出一種基于改進A*算法與改進動態(tài)窗口法（DWA）相融合的路徑規(guī)劃方法，接著搭建實體智能小車，將融合后的算法應(yīng)用于智能小車中，通過多組導(dǎo)航實驗，驗證改進算法在實際的導(dǎo)航過程中性能更優(yōu)。

①擬解決的問題一

該方法通過優(yōu)化傳統(tǒng)A*算法的啟發(fā)函數(shù)，引入權(quán)重項動態(tài)調(diào)節(jié)，減少無用節(jié)點拓展，提高尋路效率；同時優(yōu)化8鄰域搜索方式，進一步縮短尋路時間。利用Floyd算法提取關(guān)鍵節(jié)點，優(yōu)化全局路徑，并在動態(tài)窗口法中引入目標點距離與方位角評估子函數(shù)，增強動態(tài)避障能力。實驗表明，改進融合算法在復(fù)雜障礙場景中路徑長度縮短6.1%，拐點數(shù)減少16.3%，運行時間縮短39.8%，能耗與平滑性顯著提升，適用于復(fù)雜、狹窄場景。

②擬解決的問題二

自主開發(fā)手機APP，集成搖桿和重力感應(yīng)功能，實現(xiàn)小車的靈活操控。另外，APP配備調(diào)試界面，支持實時調(diào)整PID等參數(shù)，簡化燒錄代碼流程，提升程序開發(fā)效率。

2、知識產(chǎn)權(quán)與市場應(yīng)用前景

本項目已發(fā)表北大核心論文兩篇：適合復(fù)雜環(huán)境的改進 A*路徑規(guī)劃算法、改進 A* 算法融合改進動態(tài)窗口法的移動機器人路徑規(guī)劃；申請實用新型專利一項（專利號：2023210968032），在申實用新型專項一項（專利號：2023210981179）。該成果可廣泛應(yīng)用于倉儲物流、智能工廠、服務(wù)機器人等領(lǐng)域，具有廣闊的市場應(yīng)用前景。

3、技術(shù)路線：

圖1 技術(shù)路線

4、解決方案：

在ROS平臺下，使用Gmapping_SALM算法進行室內(nèi)地圖的構(gòu)建，接著將改進后的算法布局到智能小車中進行導(dǎo)航實驗。具體實驗方案如圖2所示。

圖2 實驗方案

3、競爭優(yōu)勢分析

本產(chǎn)品和現(xiàn)有產(chǎn)品比較

圖3 競品分析