地形形状適応型カバレッジパス計画と通行性分析

要旨　カバレッジパス計画（CPP）は、農業、鉱業、製造業などでの応用において需要が高い。この分野のほとんどの研究は、不規則な2Dマップを用いた2D CPP問題の解決に焦点を当てている。それに比べて、起伏のある地形におけるCPPは完全には解決されていない。作業領域に傾斜のある場所が多い場合、経路の形状を調整し、エネルギー消費を節約するために3D地形表面に適応させる必要がある。本稿では、3つの重要な特徴を持つ地形形状適応型CPP手法を提案する。第一に、経路は局所的な地形表面の形状に応じて自動的に成長する。第二に、成長ルールは3D地形通行性分析を利用し、自動的に危険地帯への侵入を回避する。第三に、不規則に分布する経路は、改良された遺伝的アルゴリズムにより最適な順序で接続される。その結果、この手法は、以前の研究と比べて高いエネルギー効率とカバレッジ率を持つ自律的に成長する地形適応型カバレッジパスを提供できる。さまざまなマップで実証され、地形条件に対して頑健であることが証明された。