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龙图腾网恭喜之江实验室申请的专利一种基于牛耕式运动的全覆盖路径规划方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN115542897B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-05-27发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202211137238.X，技术领域涉及：G05D1/43；该发明授权一种基于牛耕式运动的全覆盖路径规划方法是由宋伟;吴靖宇;郑涛;朱世强;陈贤雷设计研发完成，并于2022-09-19向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于牛耕式运动的全覆盖路径规划方法在说明书摘要公布了：本发明属于单机器人全覆盖路径规划领域，公开了一种基于牛耕式运动的全覆盖路径规划方法，以路径长度最短（路径重复率较低）为目标的、基于牛耕式运动的单机器人全覆盖路径规划方法，可应用于机器人扫地、除锈、扫雷、探伤等环境已知的二维平面场景。本方法在栅格地图上进行，通过机器人的牛耕式运动，并在陷入死区时更新未遍历栅格集合，之后对已生成路径进行路径插入操作，以及A*算法逃离死区的方式，获取一条路径重复率较低的规划路径。本发明能够在具有较复杂的区域边界、障碍物的二维已知环境下获取一条长度较短（路径重复率较低）的单机器人全覆盖路径。

本发明授权一种基于牛耕式运动的全覆盖路径规划方法在权利要求书中公布了：1.一种基于牛耕式运动的全覆盖路径规划方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：用栅格划分地图，用不同阴影表示障碍物和机器人待覆盖区域，机器人从初始位置开始，进行牛耕式运动；步骤2：重复步骤1，直到机器人当前位置的上下左右4个相邻栅格均非未覆盖，即陷入死区，此时跳转至步骤3；步骤3：对当前未遍历的栅格进行划分，生成若干个栅格集合；步骤4：判断各栅格集合是否满足路径插入条件；步骤5：对步骤4中满足要求的各栅格集合依次进行路径插入操作；步骤5.1：寻找与当前集合Cm对应的步骤4中临时组成的新集合C0中，Y轴数值最小和最大的已遍历栅格；步骤5.2：寻找这两个栅格在CNav中的排序序号，设Y轴数值最小值的序号为PYmin，最大值的序号为PYmax，并取Pmin=min（PYmin，PYmax），Pmax=max（PYmin，PYmax）；步骤5.3：对CNav中序号在Pmin和Pmax之间的所有栅格，依次判断前后相邻排列的两个栅格，设序号以及坐标分别为Pn、Pn+1，（xn，yn）、（xn+1，yn+1），是否满足：（a）xn=xn+1=x0；其中，x0为集合C0中栅格的X轴坐标值；（b）|yn-yn+1|=1；若不满足要求，则继续判断下一组，即取n=n+1；若满足要求，则将栅格地图中，与（xn，yn）相邻的栅格（xm，yn）、与（xn+1，yn+1）相邻的栅格（xm，yn+1）依次插入在CNav中序号Pn与Pn+1之间，xm为Cm中栅格的X轴数值，并继续取n=n+1重复进行；步骤5.4：判断集合Cm中是否仍存在未插入的栅格，若否，则跳过此步骤；若是，则此时分三种情况讨论；（a）步骤5.3中未插入任何栅格到CNav中，此时判断栅格地图上机器人在集合C0中的移动方向，若为Y轴正向，则将Cm中所有栅格按照X轴数值从小到大的顺序，依次插入到CNav中序号Pmax前一位；若为Y轴负向，则将Cm中所有栅格按照X轴数值从大到小的顺序，依次插入到CNav中序号Pmin前一位；（b）未插入栅格位于栅格地图上已插入栅格的中间位置，此时寻找集合C0中与该栅格在地图上相邻的栅格在CNav中的排序，并将其插入到该序号的前两位处；（c）非（b）中未插入的栅格，此时若机器人移动方向为Y轴正向，则当地图上某一未插入栅格的右侧相邻栅格为已插入时，将其插入在CNav中该已插入栅格的前一位，当其左侧相邻栅格为已插入时，将其插入在CNav中该已插入栅格的后一位；若机器人移动方向为Y轴负向，则当其右侧相邻栅格为已插入时，将其插入在CNav中该已插入栅格的后一位，当其左侧相邻栅格为已插入时，将其插入在CNav中该已插入栅格的前一位，直到所有栅格插入完毕；步骤5.5：寻找步骤5.4的情况（b）中栅格，以及情况（c）中地图上一侧为障碍物、另一侧相邻栅格为步骤5.3中插入的栅格在CNav中的排序序号，设为Ps，坐标值为（xs，ys），设与其在栅格地图同一行以及CNav排序中均相邻的栅格在CNav的排序为Pr，坐标值为（xr，yr）；取Pt=min（Pr，Ps），设序号为（Pt-2i+1）和（Pt-2i）的栅格坐标分别为（xt-2i+1,yt-2i+1）、（xt-2i,yt-2i），其中i为正整数，若满足：（a）xt-2i+1=xt-2i；（b）（yt-2i+1=ysyt-2i=yr||（yt-2i=ysyt-2i+1=yr）；则将（Pt-2i+1）和（Pt-2i）所代表的栅格在CNav中的排列位置互换；再取Pu=max（Pr，Ps），设序号为（Pu+2i-1）和（Pu+2i）的栅格坐标分别为（xu+2i-1,yu+2i-1）、（xu+2i,yu+2i），其中i为正整数，与Pt类似，若满足：（c）xu+2i-1=xu+2i；（d）（yu+2i-1=ysyu+2i=yr||（yu+2i=ysyu+2i-1=yr）；则将（Pu+2i-1）和（Pu+2i）所代表的栅格在CNav中的排列位置互换；步骤6：重复步骤4-5，直到不存在满足路径插入条件的栅格集合；步骤7：判断当前是否已完成所有栅格的覆盖任务，若是，则跳转至步骤9；若否，则跳转至步骤8；步骤8：以A*算法计算所有仍未覆盖的栅格到机器人当前所在栅格的移动距离，选取其中最短距离，并将机器人移动至对应未覆盖栅格，同时在有序导航点集合CNav中已有路径末端记录该栅格，之后跳转至步骤1；步骤9：根据最终得到的有序导航点集合CNav，以A*算法补全集合中前后相邻排列的两个栅格之间的实际移动路径；步骤10：合并各移动路径，得到最终机器人实际运动路径。

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