路径规划在农用机器人上的应用有效于加快高效智能农业的发展,确保农用机器人作业路径、运行行向和作业间距的准确性,以使农用机器人根据规划的路径精确的自行行驶。本文针对现存多数路径规划算法只将求解出最短路径为目标,而未考虑规划的路径不够连续平滑的问题。将农田全覆盖往返式最短路径算法A*算法结合路径曲线优化平滑B样条算法,以实现最优平滑路径,便于农用机器人的行驶及农事操作。首先,分析农用机器人路径规划需求及作业地理的规则与非规则环境,进而确定系统对数字地图的需求;分析路径规划轨迹特点,确定作业区域行走方式;在此基础上进行最优路径算法分析,使其适应系统的功能需求。基于ArcGIS设计制作可进行二次开发的矢量数字地图,再添加用于A*算法及B样条曲线算法路径规划的属性数据。其次,设计并实现农用机器人路径规划系统,设计系统功能,包括农用机器人与系统服务器的通信接口,路径跟踪及规划功能设计及历史路径显示功能。设计基于ArcGIS Engine的系统实现,完成地图模块的设计及显示,设计数据库模块的后台存储及提取查询功能。利用数字地图,集成惯性导航系统(Inertial Navigation System,INS)与地理信息系统(Geographic Information System,GIS)技术,利用3G通讯网络及Socket编程,在农用机器人以及路径管理系统之间回溯信息,实现路径跟踪监控的功能。然后,针对农用机器人路径规划需求,进行A*与B样条算法研究并给出算法仿真实验及分析,通过A*算法实现农用机器人最短路径规划,再使用B样条算法优化平滑该最短路径,最终完成最优作业路径行走。利用Matlab仿真进行对A*及B样条算法的验证,仿真实验结果:A*算法得出的路径在某些路径拐角处比较尖锐,易导致位置误差;而结合A*与B样条算法的路径光滑平稳,是可行的。最后将路径规划算法通过ArcGIS Engine二次开发C#编程语言写入路径管理控制服务器软件平台中,以最终实现农用机器人路径规划功能。最后,测试了农用机器人路径规划系统软件功能,演示了系统界面使用流程,进行了农用机器人路径跟踪的实验;绘制了最优作业路径轨迹,对历史路径进行了分析及回放。实验结果:履带机器人可以按照通信协议与服务器进行正常通信,路径跟踪和规划无误,跟踪效果在无外界干扰时偏差较低;结合A*和B样条算法的路径规划不仅能找到最短路径,并且路径也较为平滑,符合履带机器人的农作要求。