【哈工大（深圳）宣】（李宇翔 文/图）近日，哈工大深圳校区智能学部智能科学与工程学院陈浩耀教授团队在机器人路径规划方面取得重要进展，相关研究成果以《Real-Time Multi-Level Terrain-Aware Path Planning for Ground Mobile Robots in Large-Scale Rough Terrains 》为题发表在机器人领域国际顶级期刊《IEEE Transactions on Robotics》（TRO）。该研究通过引入地形分析与构型稳定性估计形成层次化路径规划框架，实现了地面移动机器人在崎岖地形下的安全、稳定、高效的自主导航。

路径规划是地面移动机器人自主作业的核心基础，在崎岖地形自主导航中，机器人需实时感知邻近空间的地形信息进行路径规划。然而传统方法存在地图表征效率和构型稳定性估计精度的双重制约。针对这一难题，研究团队创新性地提出一套实时多层级地形感知路径规划框架，突破传统分层规划框架的局限，通过在全局层与局部层同步引入地形信息，确保安全可靠导航。团队在全局层构建了基于正态分布变换的隐式地图表示方法，用于高效地形分析，巧妙地平衡了地形表示的细节与大规模场景的覆盖。在此基础上，团队实现了地形分析、通行风险评估及可通行性估计，并适配到寻路算法，在提高地形分析可靠性的同时显著加速了全局路径规划。同时，团队在局部层创新性地提出了一种迭代几何评估方法用于局部层的精细运动规划，通过模拟机器人在重力作用下接触地面的过程，高效估计机器人构型稳定性。并将构型稳定性估计巧妙地融入路径搜索算法，从而生成安全、平滑地局部路径。突破了传统方法存在的建模不精准、计算效率低等局限，大幅降低了机器人底盘侧翻、托底等运行风险并显著提升了复杂地形穿越成功率。凭借其模块化设计可灵活适配不同构型的地面机器人和多种路径搜索器，可广泛应用于粗糙的大范围户外地形、多层结构建筑及复杂废墟地形等场景。 团队通过仿真和真实场景的丰富地形实验，并与先进方法进行了对比，验证了提出方法的优越性。

图1 履带摆臂机器人在本文提出的运动规划框架下自主安全的穿越复杂地形。

《IEEE Transactions on Robotics》是机器人领域公认的顶级期刊，专注于发表机器人技术及相关领域的最新研究成果。TRO创刊于1985年，是全球范围内机器人领域的前沿学术期刊。创刊以来，TRO始终以卓越的学术质量与国际影响力著称，持续聚焦机器人学科多元主题，致力于发表原创性强、思考深入且富有洞见的论文。

哈工大深圳校区为论文第一署名单位和通讯单位，深圳校区李宇翔（博士研究生）、陈昆（本科生）、王逸飞（博士研究生）、张伟凡（硕士研究生）、王健丞（博士研究生）等五名同学为论文主要作者，深圳校区陈浩耀教授为论文唯一通讯作者。该研究得到国家自然科学基金、深圳市科创委基金等项目的支持。

值得一提的是，该项研究还吸引了本科生的参与。陈昆同学表示，这是一场难忘的科技探索之旅，无论是推导公式还是算法调试，他都深深地感受到科研是坚持、是热爱。今后将不惧挑战、勇攀高峰，努力取得更多成果。（编辑 谢梁晖 审核 张惠屏）