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大型立面常指舰船船体、石化储罐罐体、锅炉炉体等各种大型设备的壁面。由于受环境等因素的影响，其在服役期间可能发生腐蚀、产生裂纹等现象，影响其使用寿命或带来一定的安全隐患，因此需要对其定期开展检测及维护工作。

然而大型立面环境下的检测作业量较大，采用单机器人作业模式已不能满足作业任务时间的要求，为了提高作业的工作效率，本文采用多机器人协同作业模式对全覆盖路径规划进行研究。

主要的研究工作如下：

（1）根据大型立面工作环境的特点，利用沿边学习的方式获取地图信息，在简化机器人作业环境的基础上进行栅格地图建模；将Morse函数与线扫分割法相结合，提出了一种基于Morse函数的双线扫分割法对工作区域进行分解。

（2）以多机器人完成覆盖检测作业任务时间成本最小为目标，建立多机器人任务分配数学模型，提出了一种离散布谷鸟算法求解各机器人的工作子区域及作业顺序。通过测试表明了该算法具有较好的寻优能力。

（3）为减少全覆盖路径规划的重复率提高其子区域的覆盖率，在往复式覆盖算法的基础上制定移动规则，提出了一种改进的优先启发式全覆盖路径规划算法。为减少机器人在子区域间转换的作业时间成本，采用改进灰狼优化算法求解子区域间衔接路径。仿真实验表明所提出算法的有效性和可行性。

（4）搭建多机器人实验平台，分别对上位机监控界面、通信模块和下位机主控模块进行了设计。在实验平台上分别对单机器人路径规划、多机器人全覆盖路径规划进行了实验，验证了机器人全覆盖路径规划的可行性。