消防科学与技术 ›› 2026, Vol. 45 ›› Issue (3): 90-99.
任长清, 赵鑫, 杨春梅, 刘林
Ren Changqing, Zhao Xin, Yang Chunmei, Liu Lin
摘要: 针对森林草原地表火灾燃烧迅速、范围广泛,以及在复杂环境下灭火机器人导航与火源定位的难题,设计了一种基于机器人操作系统(ROS)的森林草原风力灭火机器人系统。系统硬件部分由履带式机器人底盘、风机系统、风筒控制机构以及组合惯导、摄像头和激光雷达等多种传感器构成,采用GPS卫星定位信息与AMCL算法融合实现机器人的定位。提出一种基于模糊逻辑的动态加权A*算法,通过障碍物密度与分布离散度的模糊推理生成环境复杂度指标,在25%障碍密度的30×30栅格地图仿真试验中,与传统A*算法相比,搜索节点数下降约82.1%,规划时间缩短约52.8%,总代价降低约1.8%;在45%障碍密度的30×30栅格地图仿真试验中,与传统A*算法相比,搜索节点数减少约24.4%,总代价下降约3.4%,规划时间减少约22.3%。相较于其他算法,在DWA评价函数中引入动态障碍物影响因子能够在保证安全性的前提下,在更短时间内准确到达目标点;建立火焰高度反馈的风筒角度控制策略,能够精准定位火源并调整风筒角度进行灭火。结果表明,该系统能够在复杂林地环境中实现自主避障与目标定位,能够满足森林草原复杂环境下的实际灭火需求。