金属矿山 ›› 2026, Vol. 55 ›› Issue (5): 252-259.
杜玉军,杨国拴,米鹏泽
DU Yujun,YANG Guoshuan,MI Pengze
摘要: 井下巡检机器人在复杂、多障碍巷道中的自主导航过程中易面临路径规划效率低、避障稳定性差与实
时性不足等问题。为实现矿井复杂环境下的高效自主导航,提出了一种融合改进多目标樽海鞘群算法(Improved
Multi-objective Salp Swarm Algorithm,IMSSA)与模糊动态窗口法(Fuzzy Dynamic Window Approach,FDWA)的路径规划
模型(IMSSA-FDWA 模型)。通过对多目标樽海鞘算法进行改进,引入混沌初始化策略以增强种群多样性,并采用能
耗自适应调权机制平衡路径长度与能量损耗,从而提升全局搜索与路径优化能力。在此基础上,结合模糊动态窗口
法调节线速度与角速度,实现对动态障碍环境的实时避障控制。试验结果表明:该模型的平均规划时间为0. 67 s,路
径长度为57. 8 m,连续转角段角度方差为0. 016 5 rad2,路径偏差误差为0. 09 m,避障成功率为96. 59%,平均响应时
延为35 ms。相较于改进粒子群优化模型(Improved Particle Swarm Optimization,IPSO)、结合A∗ 算法的动态窗口法
(A∗ with Dynamic Window Approach,A∗-DWA)以及融合人工势场的动态窗口法(Artificial Potential Field with Dynamic
Window Approach,APF-DWA),IMSSA-FDWA 模型规划路径更加平滑、避障稳定性更强且实时响应能力更高。IMSSAFDWA
模型能在复杂井下环境中实现高精度路径生成与自主避障,为智能巡检机器人在动态、高约束巷道中的安全高
效运行提供了可行的技术路径。
中图分类号: