改进A*算法与动态窗口法的机器人动态路径规划
2021-04-23槐创锋贾雪艳张子昊
计算机工程与应用 2021年8期
关键词:规划
槐创锋,郭 龙,贾雪艳,张子昊
华东交通大学 机电与车辆工程学院,南昌330013
在移动机器人诸多技术的研究中,路径规划是技术研究中的重要部分之一,是机器人研究领域的热点,目的是在有障碍物的环境中按照某一种评价指标寻找一条从起始点位置到目标点位置的最优无碰撞路径[1-2]。
栅格法环境建模的经典方法,通过利用栅格对环境信息进行表示,栅格的大小决定了环境信息储存量的大小以机器人进行路径规划的时间长短[3-4]。A*算法[5]是路径规划算法中经典的启发式搜索算法。A*算法由Hart等[6]提出,结合Dijkstra算法和最佳优先搜索算法的优点。文献[7]改进A*算法,在启发函数中加入余弦相似性和方向信息,做归一化处理。文献[8]提出改进A*算法的扩展搜索邻域的思路,利用最小二叉堆优化A*算法OPEN列表存储结构提高搜索效率,但无法完成动态避障。文献[9]成功地扩大搜索邻域,通过重新定义中心节点的位置,在每个节点的周围扩大无限可搜索邻域,较为快速实现无碰撞路径规划。文献[10]基于A*算法,设计了优化的启发搜索函数,选取策略是使用关键点,剔除多余路径点以及非必要的转折点。文献[11]通过引入二次A*算法,减少路径轨迹冗余点,缩短路径长度并且采用自适应圆弧优化算法与加权障碍物步长调节了算法,采用预瞄偏差角追踪法捕捉移动目标点,有效提升路径规划效率。文献[12]以时间耗费作为评价指标,假设AGV 通过每个弧或节点的时间成本是固定的,改进A*算法通过搜寻最小时间耗费来选择最优路径。……
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