优化A与动态窗口法的移动机器人路径规划

TP242.6; 为解决传统A*算法和动态窗口法在移动机器人路径规划中出现的问题,提出了两种算法的优化方案和优化算法的融合方案.首先,针对传统A*算法中路线对称性强、冗余点多的问题,在启发函数中引入父节点信息,重新构建了可动态调节启发函数权重的代价函数,设计了关建点提取策略.其次,针对传统动态窗口法路线冗长的问题,改进了障碍物距离评价子函数,提出了动态窗口法的自适应环境改进策略.然后,针对改进动态窗口法存在目标点不可达和优化A*算法安全性低的问题,融合了优化A*算法和改进动态窗口法,设计了新的全局路径评价子函数.最后,通过仿真和实验结果对比,验证了融合算法在规划效率、安全性和路径平滑性等方面有...

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Bibliographic Details
Published in计算机集成制造系统 Vol. 30; no. 4; pp. 1353 - 1363
Main Authors 王彬, 聂建军, 李海洋, 解晓琳, 鄢鸿桢
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 中原工学院机电学院,河南 郑州 450001%河南科技大学农业装备工程学院,河南 洛阳 471000 01.04.2024
Subjects
移动机器人
动态窗口法
dynamic window approach
Aalgorithm
mobile robot
path planning
算法融合
algorithm fusion
路径规划
A算法
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Cover

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Summary:TP242.6; 为解决传统A*算法和动态窗口法在移动机器人路径规划中出现的问题,提出了两种算法的优化方案和优化算法的融合方案.首先,针对传统A*算法中路线对称性强、冗余点多的问题,在启发函数中引入父节点信息,重新构建了可动态调节启发函数权重的代价函数,设计了关建点提取策略.其次,针对传统动态窗口法路线冗长的问题,改进了障碍物距离评价子函数,提出了动态窗口法的自适应环境改进策略.然后,针对改进动态窗口法存在目标点不可达和优化A*算法安全性低的问题,融合了优化A*算法和改进动态窗口法,设计了新的全局路径评价子函数.最后,通过仿真和实验结果对比,验证了融合算法在规划效率、安全性和路径平滑性等方面有很大提升,更符合移动机器人的运动特性.
ISSN:1006-5911
DOI:10.13196/j.cims.2021.0674