基于改进A^*算法的无人搜救全局路径规划研究 被引量：15

1

作者 李世国 苏卫华 +2 位作者 郭鹏飞 张世月 谢鹏发 《医疗卫生装备》 CAS 2020年第12期16-20,共5页

目的:研究一种改进双向A*算法来减少搜救无人机规划的路径长度和规划路径所需的时间,缩短搜救无人机到达灾害现场的时间,进而提升搜救工作效率。方法:首先对三维城市环境地图进行预处理,在障碍物周围的区域加入缓冲区;然后使用双向A^*算... 目的:研究一种改进双向A*算法来减少搜救无人机规划的路径长度和规划路径所需的时间,缩短搜救无人机到达灾害现场的时间,进而提升搜救工作效率。方法:首先对三维城市环境地图进行预处理,在障碍物周围的区域加入缓冲区;然后使用双向A^*算法,在起点和终点同步进行搜索,同时改进真实代价函数和估价函数;最后对双向A^*算法生成的路径进行进一步平滑处理。使用MATLAB软件对改进双向A^*算法和传统A^*算法在不同大小的三维城市环境地图上进行仿真实验,并对规划得到的路径长度、运行时间和转向次数进行对比。结果:与传统A^*算法相比较,改进双向A^*算法运行的时间减少了44%、路径长度减少了5.4%、转向次数减少了51%。结论:改进双向A^*算法与传统A^*算法相比,在三维城市环境地图下能有效提高搜救无人机的工作效率和安全性,具有重要的理论意义和应用价值。 展开更多

关键词 搜救无人机 路径规划 A^*算法 改进A^*算法 双向搜索 轨迹优化

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基于象限判别下的改进A^*算法路径规划 被引量：2

2

作者 刘小佳 狄梦然 +1 位作者 梁利东 胡才勇 《常州工学院学报》 2020年第2期26-30,35,共6页

传统A^*算法找到零碰撞概率的节点,需要很多处理时间并涉及检查很多相邻节点,因此工作效率较低。文章提出,将图像处理技术与路径规划避免碰撞技术相结合,通过基于象限判别下的改进A^*算法,识别从起始点到目标点的最佳路径,避免碰到任何... 传统A^*算法找到零碰撞概率的节点,需要很多处理时间并涉及检查很多相邻节点,因此工作效率较低。文章提出,将图像处理技术与路径规划避免碰撞技术相结合,通过基于象限判别下的改进A^*算法,识别从起始点到目标点的最佳路径,避免碰到任何障碍物。为了验证所提出的改进A^*算法可以解决传统A^*算法中的缺点,通过编程语言MATLAB的图形处理进行了避障路径仿真。结果表明,所提出的改进A^*算法可以有效缩短路径,减少处理时间。 展开更多

关键词 改进A^*算法 象限判别法 F、G值实时规划法 静态障碍 栅格环境

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基于改进A^*与DWA算法融合的温室机器人路径规划 被引量：86

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作者 劳彩莲 李鹏 冯宇 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第1期14-22,共9页

根据温室环境下移动机器人作业的实时路径规划要求,提出一种基于改进A^*算法与动态窗口法相结合的温室机器人路径规划算法。针对传统A^*算法搜索算法拐点过多的问题,对关键点选取策略进行改进,融合动态窗口法,构建全局最优路径评价函数... 根据温室环境下移动机器人作业的实时路径规划要求,提出一种基于改进A^*算法与动态窗口法相结合的温室机器人路径规划算法。针对传统A^*算法搜索算法拐点过多的问题,对关键点选取策略进行改进,融合动态窗口法,构建全局最优路径评价函数,采用超声传感器进行局部避障,实现实时最优的路径规划。仿真实验结果证明,与传统A^*、Dijkstra、RRT算法相比,基于改进A^*算法的路径更为平滑和高效。真实环境下实验表明,移动机器人能够实现自主导航,跟踪误差保持在0.22 m以内、定位误差不大于0.28 m,能够满足实际需求。 展开更多

关键词 温室机器人 路径规划 改进A^*算法 动态窗口法 算法融合

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基于改进A~*算法在AGV路径规划中的应用 被引量：14

4

作者 李强 于振中 +1 位作者 樊启高 郭龙 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2019年第5期98-101,共4页

为了解决复杂环境下A~*寻路算法存在搜索节点多,搜索时间长,路径曲折的问题,提出了一种改进的A~*算法。首先,在具有障碍物的栅格地图中引入象限的概念,通过限制当前节点只朝目标节点所处的一个象限进行节点扩展,有效降低了寻路过程中搜... 为了解决复杂环境下A~*寻路算法存在搜索节点多,搜索时间长,路径曲折的问题,提出了一种改进的A~*算法。首先,在具有障碍物的栅格地图中引入象限的概念,通过限制当前节点只朝目标节点所处的一个象限进行节点扩展,有效降低了寻路过程中搜索的节点数量。其次,在估价函数中考虑了AGV行驶和转向时间消耗成本,从而有效的搜索最短时间路径。通过仿真实验分析比较了文中算法与A~*算法以及另一种改进A~*算法的搜索性能。仿真结果表明,文中算法能有效减少寻路过程中的搜索节点数和转向次数,提高了路径搜索效率和平滑度。 展开更多

关键词 改进A^*算法 启发函数 AGV 路径规划 栅格地图

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基于改进A~*算法的内河水网航线规划及应用 被引量：13

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作者 潘明阳 刘乙赛 +2 位作者 李琦 李超 陈志体 《上海海事大学学报》 北大核心 2020年第1期40-45,共6页

为避免船舶搁浅、撞桥等事故的发生,研究针对复杂内河水网的航线规划算法及其应用模式。根据航道通航条件,设计内河水网的有向拓扑网络,并从添加航道约束条件、优化代价函数和估价函数三个方面对A^*算法进行改进,实现针对不同船舶参数... 为避免船舶搁浅、撞桥等事故的发生,研究针对复杂内河水网的航线规划算法及其应用模式。根据航道通航条件,设计内河水网的有向拓扑网络,并从添加航道约束条件、优化代价函数和估价函数三个方面对A^*算法进行改进,实现针对不同船舶参数的最优航线规划。结合船舶助航APP研究航线规划算法的应用方法,并以东莞水系为场景进行算法测试。结果表明,改进的A^*算法能够很好地应用于内河水网的航线规划,而且可在手机移动终端高效运行。研究的航线规划算法和应用模式对保障复杂水网的船舶航行安全具有重要的意义。 展开更多

关键词 内河水网 改进A^*算法 航线规划 船舶助航APP

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基于改进A~*算法的导购路径规划方法 被引量：7

6

作者 钟志峰 易明星 +2 位作者 陈智军 谭普 曾张帆 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2019年第5期129-134,共6页

大型超市内商品数目繁多,空间环境复杂,顾客在购物的过程中往往需要耗费大量的时间来寻找所需购买的商品。针对这一问题,提出了遗传-改进A*算法来帮助顾客找到一条通往所需购买商品的最短路径。首先利用矩阵对超市的空间环境进行建模,... 大型超市内商品数目繁多,空间环境复杂,顾客在购物的过程中往往需要耗费大量的时间来寻找所需购买的商品。针对这一问题,提出了遗传-改进A*算法来帮助顾客找到一条通往所需购买商品的最短路径。首先利用矩阵对超市的空间环境进行建模,然后通过改进A*算法找到任意两个商品之间的最短路径,再根据顾客的购物列表利用遗传算法优化生成一条包含超市入口,购物列表上的商品以及超市出口的最短路径。最后仿真实验表明,在多楼层的大型超市里,顾客购买多个不同商品时,遗传-改进A*算法寻优能力更强,求解质量更优,并且运行时间更短,能够高效地解决最短路径规划问题。 展开更多

关键词 超市导购 环境建模 遗传-改进A^*算法

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改进A~*算法在磁导引AGV路径规划中的应用 被引量：2

7

作者 林宁 邢丽娟 +1 位作者 徐珂 秦立峰 《自动化技术与应用》 2019年第7期5-8,共4页

在搬运型自动寻迹机器人(AGV)的应用中,传统A^*算法搜索最优路线时,仅仅考虑距离最短,忽略了路径平滑度,由此提出一种基于改进A^*算法的路径规划。根据最近经过的两个RFID站点标签卡里的坐标信息计算出AGV运行方向向量,在改进的A^*算法... 在搬运型自动寻迹机器人(AGV)的应用中,传统A^*算法搜索最优路线时,仅仅考虑距离最短,忽略了路径平滑度,由此提出一种基于改进A^*算法的路径规划。根据最近经过的两个RFID站点标签卡里的坐标信息计算出AGV运行方向向量,在改进的A^*算法寻路过程中,在分岔路口处,若有多条最优路线,那么选择方向和AGV当前运行方向夹角最小的那条。经实验验证了改进A^*算法的有效性,通过比较改进前后的A^*算法在目标站点和初始站点相同时的搜索结果,改进A^*算法的最佳路线的平滑度提高,转弯次数减少,能够缩短AGV的运行时间,为AGV的应用提供了一种可行的控制方式。 展开更多

关键词 AGV 改进A^*算法 路径规划 RFID

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基于改进A~*算法的水面无人艇路径规划 被引量：18

8

作者 随博文 黄志坚 《舰船科学技术》 北大核心 2019年第23期162-166,共5页

本文基于传统的A^*算法理论,对算法进一步改进,提出一种改进的平滑A^*算法,并应用于水面无人艇的安全路径规划。该算法以传统的栅格建模为基础,对运动到障碍物顶角附近时进行判断并且做出圆弧转向处理,使航行体能够安全避开障碍物,使路... 本文基于传统的A^*算法理论,对算法进一步改进,提出一种改进的平滑A^*算法,并应用于水面无人艇的安全路径规划。该算法以传统的栅格建模为基础,对运动到障碍物顶角附近时进行判断并且做出圆弧转向处理,使航行体能够安全避开障碍物,使路径更加平滑安全。优化栅格建模方法,以实心表示障碍点,对同一地图不同起始点进行研究,改进折线转弯为圆弧,使路径和障碍物之间有足够的安全距离。在Matlab仿真环境进行仿真实验,结果表明,该优化算法可以明显改善无人驾驶船舶的安全性和可靠性。 展开更多

关键词 A^*算法改进 路径优化 自主避障 水面无人艇 路径平滑 人工智能

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基于改进型A~*-Markov联合模型的无人机航路规划 被引量：4

9

作者 龚浩凌 周新志 宁芊 《四川大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2019年第4期677-683,共7页

实验一种基于改进型A^*算法来对无人机进行任务路径规划.引入了无人机的机动步长、转角限制和飞行高度,有效地缩减了无人机搜索空间,除此之外还引入了地形、任务等约束条件,使航路规划更接近于真实环境.考虑到规划过程中敌方能力的不确... 实验一种基于改进型A^*算法来对无人机进行任务路径规划.引入了无人机的机动步长、转角限制和飞行高度,有效地缩减了无人机搜索空间,除此之外还引入了地形、任务等约束条件,使航路规划更接近于真实环境.考虑到规划过程中敌方能力的不确定性,以及无人机在航路中的生存概率的不可知性,采用八状态Markov模型评估无人机的飞行状态.该模型与A*算法结合时在威胁区域内完成任务后,由于时间的积累向外扩展时生存代价值越高,导致迭代次数过多,而同心圆模型越向外扩展时生存代价值越低的优点可避免该问题,因此引入同心圆模型与Markov模型的联合模型.仿真实验结果表明,该方法可以有效地检测航路中飞机的各种状态的概率,以此对整个航路进行评估,并且有效降低了仅采用Markov模型时在威胁区域内完成任务点后规划新航路迭代次数过多的问题. 展开更多

关键词 改进型A^*算法 无人机 MARKOV链 八状态 同心圆 联合模型

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基于改进的A^*算法与动态窗口法的移动机器人路径规划 被引量：165

10

作者 王洪斌 尹鹏衡 +2 位作者 郑维 王红 左佳铄 《机器人》 EI CSCD 北大核心 2020年第3期346-353,共8页

提出了一种改进的A^*算法与动态窗口法相结合的混合算法,以解决移动机器人在多目标复杂环境中的路径规划问题.首要,为了提升算法的运行效率,实现单次规划的路径可通过多个目标点,同时提升路径平滑处理的灵活性并满足移动机器人非完整约... 提出了一种改进的A^*算法与动态窗口法相结合的混合算法,以解决移动机器人在多目标复杂环境中的路径规划问题.首要,为了提升算法的运行效率,实现单次规划的路径可通过多个目标点,同时提升路径平滑处理的灵活性并满足移动机器人非完整约束条件,本文利用目标成本函数对所有目标进行优先级判定,进而利用改进的A^*算法规划一条经过多个目标点的最优路径,同时采用自适应圆弧优化算法与加权障碍物步长调节算法,有效地将路径长度缩短5%,转折角总度数降低26.62%.其次,为实现移动机器人在动态复杂环境中局部避障并追击动态目标点.提出将改进动态窗口算法与全局路径规划信息相结合的在线路径规划法,采用预瞄偏差角追踪法成功捕捉移动目标点,并提升了路径规划效率.最后,对所提方法进行仿真实验,结果表明该方法能够在复杂动态环境中更有效地实现路径规划. 展开更多

关键词 路径规划 移动机器人 改进A^*算法 动态窗口法

原文传递

城市区域物流无人机路径规划 被引量：32

11

作者 张洪海 李翰 +2 位作者 刘皞 许卫卫 邹依原 《交通运输系统工程与信息》 EI CSCD 北大核心 2020年第6期22-29,共8页

针对城市区域物流无人机路径规划问题,采用栅格法进行环境建模,综合考虑无人机性能、任务性质和城市环境等影响要素,以航程、高度变化和危险度最小为目标函数,构建多约束物流无人机路径规划模型.改进A^*(A-star)算法求解:为合理预估距离... 针对城市区域物流无人机路径规划问题,采用栅格法进行环境建模,综合考虑无人机性能、任务性质和城市环境等影响要素,以航程、高度变化和危险度最小为目标函数,构建多约束物流无人机路径规划模型.改进A^*(A-star)算法求解:为合理预估距离,采用欧氏距离与曼哈顿距离线性组合的方式设计启发函数;为提高搜索效率,引入双向搜索策略;为保证平稳飞行,采用B样条(B-spline)法进行路径优化.结果表明:模型可以实现多目标优化,具有有效性;算法与传统A^*算法相比,规划时间少,规划路径航程短,高度变化少,飞行安全稳定.分析参数权重值得出:当3个子目标代价权重系数分别为0.4、0.1和0.5,2种距离权重系数分别为0.15和0.85时,规划路径最优. 展开更多

关键词 航空运输 路径规划 改进A^*算法 物流无人机 双向搜索策略

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考虑用户紧急程度的在途路径诱导策略研究 被引量：2

12

作者 白静 陈业华 刘一健 《公路交通科技》 CAS CSCD 北大核心 2020年第3期114-122,共9页

为了提高突发交通拥堵情境下在途路径诱导效率,从用户体验层面出发,对诱导方案设计进行深入研究。提高用户体验有利于提高用户对诱导系统的服从率,从而提高诱导效率。道路拥堵状况是影响用户体验的重要因素,考虑到具有不同紧急程度的用... 为了提高突发交通拥堵情境下在途路径诱导效率,从用户体验层面出发,对诱导方案设计进行深入研究。提高用户体验有利于提高用户对诱导系统的服从率,从而提高诱导效率。道路拥堵状况是影响用户体验的重要因素,考虑到具有不同紧急程度的用户对拥堵感知存在差异,以感知拥堵作为路径诱导中路径分配的限制因素。首先构建衡量用户紧急程度的紧急函数,在此基础上设计行驶时间感知效用算法,然后将其作为干预项加入到随机均衡备选路线分配模型中,突发交通拥堵出现时,系统根据构建的备选路线分配模型递归地为突发事件L距离内的用户指派行驶路线。同时考虑到突发拥堵下交通状态具有较强的波动性,采用时变路网下的改进A~*算法计算路径分配方案的最短路径,其中,将预测的路段平均速度与历史平均回归模型结合计算行程时间,并将其作为A~*算法估价函数中的评估函数,从而实现考虑时间依赖性的实时最短路径寻优。最后,以秦皇岛海港区部分路网区域为例,利用微观仿真软件SUMO分别从诱导服从率、诱导效率、诱导时效性3方面对在途诱导方案的有效性进行仿真验证,并与现有的典型路径诱导方案进行对比分析,结果表明所提出的在途路径诱导策略可以改善突发拥堵下的交通状况。 展开更多

关键词 智能交通 在途路径诱导 改进A^*算法 路径分配 感知效用

原文传递

基于视觉的平面关节机器人避障路径规划 被引量：2

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作者 赖文鹏 胡泓 《机械与电子》 2020年第11期71-75,80,共6页

针对平面关节机器人工作平面相对固定的特性,利用相机获取工作平面的环境信息。从图片构建地图信息的过程中,提取障碍物轮廓作为障碍物栅格,并将世界坐标下的安全距离映射为像素坐标下的安全像素距离,再将轮廓曲线沿法向向外扩展安全像... 针对平面关节机器人工作平面相对固定的特性,利用相机获取工作平面的环境信息。从图片构建地图信息的过程中,提取障碍物轮廓作为障碍物栅格,并将世界坐标下的安全距离映射为像素坐标下的安全像素距离,再将轮廓曲线沿法向向外扩展安全像素距离得到完整的地图信息。考虑到传统A^*算法搜索的路径存在冗余节点会对后续机器人的速度规划带来较大的困难,利用改进的A^*算法,剔除了路径上的冗余节点,减小了速度规划的复杂度;同时,障碍物轮廓已被扩展安全像素距离,保证了路径搜索过程中节点到障碍物的最小距离,实现了安全距离可控的避障路径规划。 展开更多

关键词 平面关节机器人 地图信息 安全距离 改进A^*算法

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