计算机工程

作者：李海旺, 王澳强, 张世龙, 郭彩玲, 李柏林

单位：1. 西南交通大学唐山研究院, 河北 唐山 0630002. 唐山学院河北省智能装备数字化设计及过程仿真重点实验室, 河北 唐山 0630003. 西南交通大学机械工程学院, 四川 成都 610000

关键词：机载LiDAR,屋顶巡检,视图规划,路径规划,贪婪搜索

基金：河北省高层次人才项目(A202001095); 河北省科技厅重点研发计划(20327407D)

针对现有三维覆盖路径规划(CPP)算法存在求解效率低的问题, 提出一种基于视点采样的三维CPP算法。首先, 构建一种基于栅格降采样的视图规划模型, 将三维建筑屋顶分解至二维空间进行栅格采样提取视点, 并根据平面法向量特征信息计算视线方向, 通过组合视点和视线参数得到建筑屋顶视图数据, 有效消除视图数据的无序现象; 然后, 设计一种基于贪婪搜索的路径规划方案, 利用往复式和螺旋式覆盖路径的特点对视点访问顺序进行贪婪搜索, 并以路径长度、累计转角和高度变化作为评价指标进行优化求解, 生成建筑屋顶的最优覆盖路径, 显著提高路径搜索效率; 最后, 结合八叉树地图模型和覆盖路径信息进行冲突路径的碰撞检测, 并利用视点插值法优化冲突路径。选取平顶型、人字型、四坡型及其复合型建筑屋顶共8组数据进行CPP实验, 结果表明, 所提算法可实现理想的建筑屋顶CPP效果, 在保证覆盖路径综合评价指标最优的同时, 极大地提高了路径规划的求解效率。

来源：2025年第12期

《计算机工程》期刊编辑部

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