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基于改进A^(*)算法的矿用巡检机器人路径规划
1
作者 张辉 苏国用 +2 位作者 赵东洋 杨宇豪 何凯 《太原理工大学学报》 北大核心 2025年第3期559-566,共8页
【目的】针对煤矿井下环境非结构化、局部可通行区域窄以及传统A^(*)算法规划路径存在搜索时间长、搜索节点多、路径冗余节点多、路径平滑度较差等问题,提出一种基于改进A^(*)算法的矿用巡检机器人路径规划算法。【方法】首先在传统A^(*... 【目的】针对煤矿井下环境非结构化、局部可通行区域窄以及传统A^(*)算法规划路径存在搜索时间长、搜索节点多、路径冗余节点多、路径平滑度较差等问题,提出一种基于改进A^(*)算法的矿用巡检机器人路径规划算法。【方法】首先在传统A^(*)算法的启发函数中引入预估消耗的指数函数和障碍物覆盖率之和,以提高搜索效率,缩短搜索时间;其次改进传统8邻域搜索为9邻域搜索,从而避免无用搜索,减少搜索节点数量;然后通过Floyd算法剔除路径中的冗余节点;最后采用改进3阶贝塞尔曲线完成路径平滑任务。【结果】结果表明:相较于传统A^(*)算法,在特定的20×20、30×30和40×40栅格地图下,改进A^(*)算法使得搜索时间分别缩短44.1%、63.8%和84.8%,搜索节点分别减少31.6%、47.9%和71%;路径平滑算法能够减少路径节点,改善路径平滑度,更适用于矿用巡检机器人的路径规划。 展开更多
关键词 矿用巡检机器人 路径规划 改进A^(*)算法 FLOYD算法 贝塞尔曲线
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基于障碍密度优先策略改进A^(*)算法的AGV路径规划
2
作者 陈一馨 段宇轩 +2 位作者 刘豪 谭世界 郑天乐 《郑州大学学报(工学版)》 北大核心 2025年第2期26-34,共9页
针对传统A^(*)算法在障碍物较多的实际场景下进行AGV路径规划时,存在路径拐点多、路径冗余节点过多以及易陷入局部最优解等问题,提出一种改进A^(*)算法,采用栅格法进行环境建模。首先,在启发函数中引入障碍物密度函数K(n)改进代价函数,... 针对传统A^(*)算法在障碍物较多的实际场景下进行AGV路径规划时,存在路径拐点多、路径冗余节点过多以及易陷入局部最优解等问题,提出一种改进A^(*)算法,采用栅格法进行环境建模。首先,在启发函数中引入障碍物密度函数K(n)改进代价函数,用于更准确地估计当前节点到目标节点的实际代价;其次,采用动态邻域搜索策略提高算法的搜索效率和运行效率;最后,通过冗余节点处理策略减少路径拐点和删除冗余节点,得到只包含起点、转折点以及终点的路径。采用不同尺寸和复杂度的栅格环境地图进行仿真实验,结果表明:所提改进A^(*)算法与传统A^(*)算法以及其他改进的A^(*)算法相比,路径长度分别缩短了4.71%和2.07%,路径拐点数量分别减少了45.45%和20.54%,路径存在节点分别减少了82.24%和62.45%。 展开更多
关键词 路径规划 栅格地图 改进A^(*)算法 启发函数 动态邻域搜索 冗余节点优化
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基于改进A^(*)算法的工厂无人配货路径规划
3
作者 刘帅 《包装工程》 北大核心 2025年第S1期181-185,197,共6页
以工厂物料无人配送为应用场景,针对传统A^(*)路径规划算法在搜索过程中存在的路径搜索效率低、安全裕度不足以及路径转折突兀等问题,本研究提出一种改进的A^(*)路径规划算法。首先,引入基于曼哈顿距离和欧氏距离的混合启发函数作为成... 以工厂物料无人配送为应用场景,针对传统A^(*)路径规划算法在搜索过程中存在的路径搜索效率低、安全裕度不足以及路径转折突兀等问题,本研究提出一种改进的A^(*)路径规划算法。首先,引入基于曼哈顿距离和欧氏距离的混合启发函数作为成本估计方法,显著减少搜索节点数量;其次,创新性地采用11方向搜索策略替代传统的8方向搜索,有效降低路径长度约15%-20%;此外,通过建立机器人安全半径模型并设计基于动态障碍物预测的防碰撞策略,大幅降低无人配送过程中的碰撞风险;最后,运用三阶贝塞尔曲线算法对规划路径进行平滑处理,将路径转折角度控制在45°以内,显著减小了拐角幅度。实验结果表明,与传统算法相比,改进后A^(*)算法在关键性能指标上均有显著提升:拐点数量减少40%,路径长度缩短18%,规划时间降低25%,同时平滑性及安全性指标均获得更优表现。改进后的A^(*)算法不仅显著提升了工厂无人配送机器人的动态避障能力,更为实现工厂智能物流系统的无人配货路径规划提供了创新解决方案,有力推动了工厂自动化和智能化转型升级。 展开更多
关键词 工厂无人配货 路径规划 改进A^(*)算法 贝塞尔曲线
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基于改进混合A^(*)算法在动态环境中的快速路径规划
4
作者 谭光兴 黄磊昌 李明泽 《现代电子技术》 北大核心 2025年第19期136-142,共7页
为了提高阿克曼底盘无人车的路径规划效率以及在路径跟踪过程中的局部路径规划和避障能力,并降低路径重规划的时间,文中提出一种基于改进混合A^(*)算法的路径规划方法。首先,通过障碍物K-D树得到当前位置特定范围内的障碍物距离和密度状... 为了提高阿克曼底盘无人车的路径规划效率以及在路径跟踪过程中的局部路径规划和避障能力,并降低路径重规划的时间,文中提出一种基于改进混合A^(*)算法的路径规划方法。首先,通过障碍物K-D树得到当前位置特定范围内的障碍物距离和密度状态,根据该状态计算混合A^(*)算法的动态扩展步长和转向角度离散值,提高节点扩展的效率;其次,通过反向路径规划,实现前次搜索节点数据的复用,将数据处理后作为局部路径规划的初始数据,减少节点扩展数量;最后,使用贝塞尔曲线对路径进行平滑处理。仿真实验结果表明:改进后的算法在全局路径规划和局部路径规划中有效减少了扩展节点数和运行时间,无人车能够实现在动态环境中快速进行局部路径规划和避障。 展开更多
关键词 动态节点扩展 反向路径规划 扩展列表复用 局部路径规划 动态避障 改进混合A^(*)算法
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基于改进A^(*)算法的机器人不平坦地形全局路径规划 被引量：5
5
作者 郭聚刚 于军琪 +3 位作者 冯春勇 王凯 陈易圣 董振平 《计算机工程与应用》 北大核心 2025年第5期309-322,共14页
针对机器人在非结构化和不平整地形的路径规划问题,提出了一种基于改进A^(*)算法的全局路径规划方法。改进A^(*)算法引入双向搜索策略以提高算法计算速度。通过路径节点过滤克服了双向搜索策略带来的问题并减少了关键节点的数量,增加坡... 针对机器人在非结构化和不平整地形的路径规划问题,提出了一种基于改进A^(*)算法的全局路径规划方法。改进A^(*)算法引入双向搜索策略以提高算法计算速度。通过路径节点过滤克服了双向搜索策略带来的问题并减少了关键节点的数量,增加坡度约束降低了机器人的爬坡角度和侧倾角度,提高了规划路径的安全性,通过Bézier曲线拟合路径使其变得光滑,更有利于机器人的运动控制。在不同地形和障碍密度的高程图上进行实验,验证了改进的有效性。实验结果表明,与传统A^(*)算法相比,改进A^(*)算法在路径长度增加14.6%至37.84%的情况下,计算时间减少了71.05%至82.90%,关键节点数量减少了51.94%至70.53%,并且爬坡角度和侧倾角度显著减少,路径更加平滑。因此,该方法在提高效率的同时能够在非结构化和不平坦的地形下生成安全可靠的路径。 展开更多
关键词 路径规划 不平坦地形 改进A^(*)算法 移动机器人
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随机地图下改进A^(*)路径规划算法研究 被引量：2
6
作者 林硕 金恒江 +1 位作者 韩忠华 赵剑明 《制造技术与机床》 北大核心 2025年第2期43-47,共5页
为解决传统算法在规划AGV(automated guided vehicles)路径时存在的节点多、路径不平滑和拓展范围广等问题,提出了一种改进A*算法。首先,采用栅格法建立环境信息;其次,通过加权后的障碍物比例对启发函数进行改进,同时增加防碰撞函数以... 为解决传统算法在规划AGV(automated guided vehicles)路径时存在的节点多、路径不平滑和拓展范围广等问题,提出了一种改进A*算法。首先,采用栅格法建立环境信息;其次,通过加权后的障碍物比例对启发函数进行改进,同时增加防碰撞函数以降低碰撞概率;最后,对所提出的改进算法进行拐角优化,减少AGV实际作业时的转弯次数。实验数据表明,简单环境下改进A^(*)算法的遍历节点数较两种传统算法分别缩短了85.3%、55.9%;复杂环境下改进A*算法的遍历节点数较两种传统算法缩短94.5%、70.3%。同时拐点数量减少、路径更加平滑、路径规划时间也大幅缩短,提高了运行效率并有效降低碰撞概率。 展开更多
关键词 路径规划 改进A^(*)算法 环境建模 拐角优化 防碰撞
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融合改进A^(*)算法与动态窗口法的机器人路径规划 被引量：1
7
作者 滕景佳 毛建中 《机械科学与技术》 北大核心 2025年第3期496-504,共9页
针对传统A*算法在大规模复杂环境下存在搜索效率低、生成路径冗余点多且避障性能差的问题,本文提出一种融合改进A*与动态窗口法的机器人路径规划算法。针对传统A*算法搜索效率较低的问题,引入双向搜索机制,减少搜索节点,改进评价函数,... 针对传统A*算法在大规模复杂环境下存在搜索效率低、生成路径冗余点多且避障性能差的问题,本文提出一种融合改进A*与动态窗口法的机器人路径规划算法。针对传统A*算法搜索效率较低的问题,引入双向搜索机制,减少搜索节点,改进评价函数,提高算法的运行效率;针对冗余点多的问题,本文提出连线障碍点判断方法,并结合关键点选取策略,能够有效剔除路径上的冗余节点,优化全局路径;最后,从起始点开始,以优化后全局路径上的关键点为局部目标,分段使用动态窗口法进行路径规划,确保机器人能够实时避障,最终安全到达目标点。仿真实验结果表明:该文所提融合算法在复杂动态环境环境中能够有效对移动机器人进行路径规划。 展开更多
关键词 路径规划 改进A^(*)算法 全局最优路径 动态窗口法
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改进A^(*)与APF的移动机器人路径规划算法研究
8
作者 冯泽鹏 李宗刚 +1 位作者 夏广庆 陈引娟 《计算机工程与应用》 北大核心 2025年第20期132-145,共14页
针对A^(*)路径规划算法在复杂环境中存在搜索效率受限及动态避障能力不足的问题,提出了一种改进A^(*)算法与人工势场法相结合的路径规划方法。对静态障碍物进行预处理获取可视化通行节点,进而建立在空旷区域和障碍物区域分别采用三角形... 针对A^(*)路径规划算法在复杂环境中存在搜索效率受限及动态避障能力不足的问题,提出了一种改进A^(*)算法与人工势场法相结合的路径规划方法。对静态障碍物进行预处理获取可视化通行节点,进而建立在空旷区域和障碍物区域分别采用三角形边界和三邻域的搜索机制,基于双向交替搜索策略实现了全局路径规划;将全局路径离散为等间距轨迹点,并引入人工势能函数将位于轨线上的动态障碍物影响区域建模为椭圆区域,利用机器人与前进方向最近轨迹点的距离作为斥力函数修正因子,将其与前进方向轨迹点吸引力的合力方向作为机器人避障方向,实现局部避障。仿真结果表明,所提算法与传统双向A^(*)算法相比,搜索时间减少了96%,遍历节点数减少了82.28%,机器人在实现避障的同时沿着全局最优路径前行,从而验证了算法的有效性。 展开更多
关键词 移动机器人 路径规划 改进A^(*)算法 APF算法 动态避障
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融合动态加权改进A^(*)算法的自主导航移动机器人研制
9
作者 赵学进 许飞鸿 +1 位作者 李振宗 吴宝贵 《实验室研究与探索》 北大核心 2025年第10期76-82,123,共8页
随着科技不断发展,移动机器人在各行业的应用日益广泛。但在环境感知、动态障碍物处理与路径规划算法设计等方面仍需进一步优化。基于机器人操作系统(ROS)框架,设计一款具备搬运功能的自主移动机器人,并提出一种基于动态加权改进A^(*)... 随着科技不断发展,移动机器人在各行业的应用日益广泛。但在环境感知、动态障碍物处理与路径规划算法设计等方面仍需进一步优化。基于机器人操作系统(ROS)框架,设计一款具备搬运功能的自主移动机器人,并提出一种基于动态加权改进A^(*)全局路径规划算法。实验结果表明,改进A^(*)算法相比传统A^(*)算法,在路径搜索速度提高了63%,内存占用减少了56.4%。该机器人在实际环境中能高效完成路径规划与自主导航任务。改进A^(*)算法显著提升了机器人在复杂环境中的导航性能,展现出良好的应用潜力。 展开更多
关键词 移动机器人 机器人操作系统 路径规划 全局导航 改进A^(*)算法
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基于双向搜索改进A^(*)算法的无人艇全局路径规划 被引量：1
10
作者 梅梦磊 陈顺洪 +1 位作者 菅永坤 白立 《舰船科学技术》 北大核心 2025年第5期97-102,共6页
为解决传统A^(*)算法搜索效率低、路径拐点多、贴近障碍物等问题,结合无人艇特性,提出一种改进A^(*)算法。首先,引入人工势场法对评价函数进行改进,考虑障碍物斥力场的影响,提高路径安全性;其次,通过改进节点遍历方式和双向搜索机制减... 为解决传统A^(*)算法搜索效率低、路径拐点多、贴近障碍物等问题,结合无人艇特性,提出一种改进A^(*)算法。首先,引入人工势场法对评价函数进行改进,考虑障碍物斥力场的影响,提高路径安全性;其次,通过改进节点遍历方式和双向搜索机制减少搜索节点,提高路径规划速度;最后,对生成路径进行二次优化,删除冗余节点,提升路径平滑性。仿真结果表明,开阔水域场景下改进A^(*)算法在安全性、路径长度、路径平滑性、规划速度方面均有较大提升;岛礁区场景下改进A^(*)算法虽然在路径长度上有所牺牲,但安全性、路径平滑性、规划速度方面具有明显优势。研究成果可为无人艇全局路径规划问题研究提供一定的参考。 展开更多
关键词 路径规划 改进A^(*)算法 斥力场 双向搜索
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多红绿灯路段改进A^(*)车速规划算法及其仿真验证
11
作者 乔奉亮 沈照杰 刘丹阳 《控制理论与应用》 北大核心 2025年第8期1496-1504,共9页
为使车辆高效通过交叉路口,减少启停,安全、快速、经济、舒适地完成长路段行车,采用基于规则、A^(*)和改进A^(*)3种不同算法对给定多红绿灯和多限速路段进行车速规划,并在整车–发动机控制模型上开展车速控制仿真测试,对比车速控制效果... 为使车辆高效通过交叉路口,减少启停,安全、快速、经济、舒适地完成长路段行车,采用基于规则、A^(*)和改进A^(*)3种不同算法对给定多红绿灯和多限速路段进行车速规划,并在整车–发动机控制模型上开展车速控制仿真测试,对比车速控制效果、加速度波动和燃油经济性.改进A^(*)算法以位置、时间和加速度为扩展节点状态量,以VT-Micro瞬时燃油消耗量为代价,以红绿灯相位、限速和道路坡度值为约束,优化规划效果.与基于普通A^(*)的车速规划算法相比,改进A^(*)算法车速规划用时减少75.95%,车辆通行时间减少9.60%,加速度变动降低37.90%,燃油消耗量减少2.56%. 展开更多
关键词 改进A^(*)算法 车速规划 智能控制 多红绿灯交叉口
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改进A^(*)算法的无人机城市低空物流路径规划
12
作者 祝文杰 李维 王子炎 《计算机工程与应用》 北大核心 2025年第19期302-310,共9页
以城市复杂建筑群为应用场景,为了解决无人机低空物流配送的效率及安全性问题,提出了一种改进的A^(*)算法。针对传统A^(*)算法存在重复搜索节点而影响算法运行效率的问题,对启发式函数进行改进。通过引入三维向量叉积,消除了搜索进程中... 以城市复杂建筑群为应用场景,为了解决无人机低空物流配送的效率及安全性问题,提出了一种改进的A^(*)算法。针对传统A^(*)算法存在重复搜索节点而影响算法运行效率的问题,对启发式函数进行改进。通过引入三维向量叉积,消除了搜索进程中出现的决策不确定性,缩小了向周围节点的扩展范围。对代价函数进行优化处理,根据节点与目标点的相对距离动态调整启发式函数权重,通过有效平衡搜索速度与路径质量,实现安全且高效的路径规划。采用栅格法构建三维地图进行仿真验证,结果表明改进A^(*)算法与传统A^(*)算法相比,运行时间缩短57.40%,遍历栅格数减少54.75%,路径转折点减少78.16%。进一步基于ROS(robot operating system)搭建无人机控制平台,在真实环境中进行实验,验证了改进的A^(*)算法在实际应用中的准确性和高效性。 展开更多
关键词 复杂环境决策优化 低空物流配送 改进A^(*)算法 动态权重优化 三维向量叉积 无人机
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基于改进A^(*)算法+LM-BZS算法的农业机器人路径规划 被引量：9
13
作者 张万枝 赵威 +3 位作者 李玉华 赵乐俊 侯加林 朱倩 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期81-92,共12页
针对目前农业机器人在全局路径规划过程中存在规划效率低、规划路径折线段多、折线角度大、作业不稳定等问题,以果园履带机器人为运动学模型,提出一种基于改进A^(*)算法+低阶多段贝塞尔曲线拼接(Low-order multi-segment Bezier curve s... 针对目前农业机器人在全局路径规划过程中存在规划效率低、规划路径折线段多、折线角度大、作业不稳定等问题,以果园履带机器人为运动学模型,提出一种基于改进A^(*)算法+低阶多段贝塞尔曲线拼接(Low-order multi-segment Bezier curve splicing,LM-BZS)算法的路径规划方法。首先,根据先验地图获取果园环境信息,将果树和障碍物视作不可通行区域,并结合机器人本体尺寸,对不可通行区域进行膨胀拟合处理;然后,利用改进A^(*)算法搜索路径,对初步生成路径进行树行节点调整;最后,采用LM-BZS算法对调整后的路径点进行优化处理,生成符合果园履带机器人作业要求的行驶路径。仿真试验结果表明,相较于传统A^(*)算法,本文所提出的改进算法在无障碍和有障碍环境中,路径规划时间分别减少76.75%、86.40%,节点评估数量分别减少36.68%、39.37%;经LM-BZS算法优化所得路径在无障碍环境中,相较于传统A^(*)算法和高阶贝塞尔算法,平均曲率分别降低45.81%、18.94%;在有障碍环境中平均曲率分别降低56.98%、27.81%。场地试验结果表明,果园履带机器人在对本文算法生成路径进行跟踪行驶时,在无障碍和有障碍环境中,最大横向误差分别为0.428、0.491 m,平均横向误差分别为0.232、0.276 m,平均航向偏差分别为11.06°、13.76°,符合果园履带机器人自主行驶条件。 展开更多
关键词 农业机器人 改进A^(*)算法 路径规划 LM-BZS算法
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基于改进A^(*)和DWA融合的机器人路径规划
14
作者 崔鹏鹏 张梅 周伸伸 《传感器与微系统》 北大核心 2025年第7期144-148,154,共6页
针对传统A^(*)算法在复杂环境中存在的路径冗余、贴近障碍物及动态避障不足等问题,以及动态窗口法(DWA)算法易陷入局部最优、动态响应滞后等问题,本文提出一种改进A^(*)与DWA算法融合的路径规划算法,融合算法将全局路径关键节点与动态... 针对传统A^(*)算法在复杂环境中存在的路径冗余、贴近障碍物及动态避障不足等问题,以及动态窗口法(DWA)算法易陷入局部最优、动态响应滞后等问题,本文提出一种改进A^(*)与DWA算法融合的路径规划算法,融合算法将全局路径关键节点与动态避障结合,兼顾全局最优与动态适应性。在全局规划中,改进A^(*)算法通过自适应评价函数动态调整启发式权重,引入安全距离惩罚项与障碍物密度感知机制,来优化路径安全性与平滑性,并结合线段可达性检测策略消除冗余转折点;在局部规划中,改进DWA算法通过多目标评价函数融合全局路径跟踪、障碍物距离及轨迹平滑性指标,增强避障灵活性与实时性。实验结果表明,该算法在路径全局最优性、动态避障效率及轨迹平滑度方面均表现出显著优势。 展开更多
关键词 机器人路径规划 改进A^(*)算法 改进动态窗口法算法 融合算法 动态避障
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基于改进A^(*)算法的桥式起重机吊装路径规划 被引量：2
15
作者 戚其松 沈舒杰 +1 位作者 董青 张宇乐 《中国工程机械学报》 北大核心 2024年第5期577-581,共5页
针对传统A^(*)算法规划路径拐点多而造成桥式起重机运行时间长、稳定性差的问题,提出了相关改进方法。首先找出A^(*)算法规划路径中所有可以相连的2个路径节点,然后通过迪杰斯特拉算法搜索得出最少拐点数量的路径。针对桥式起重机在复... 针对传统A^(*)算法规划路径拐点多而造成桥式起重机运行时间长、稳定性差的问题,提出了相关改进方法。首先找出A^(*)算法规划路径中所有可以相连的2个路径节点,然后通过迪杰斯特拉算法搜索得出最少拐点数量的路径。针对桥式起重机在复杂三维环境下无法得到适合工程应用的吊装路径问题,采用将三维环境信息降维至二维环境信息处理的方法,结合改进后的A^(*)算法提出了规划三维吊装路径的方法。根据实际工程应用下桥式起重机的运行特性,将z轴路径长度、二维平面路径长度和路径拐点数量作为评判吊装路径优劣的影响因子。最后引入B样条曲线对平面路径平滑处理,得到了光滑无拐点的平面运行路径,提高了起重机运行时的稳定性和作业效率,Matlab路径仿真结果证明了本文方法的可行性。 展开更多
关键词 桥式起重机 改进A^(*)算法 吊装路径规划 B样条曲线
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基于改进融合算法的无人机自主路径规划
16
作者 崔宇 刘璐 +2 位作者 刘丹 杨智轶 薛晨阳 《火力与指挥控制》 北大核心 2025年第9期11-17,共7页
无人机在复杂环境中执行自主导航任务时,应具备快速且安全地确定最佳路径的能力。由于环境中可能存在未知障碍物影响无人机飞行过程,提出一种基于改进A^(*)算法与优化动态窗口法的融合算法,在全局路径最优的基础上针对动、静态障碍物获... 无人机在复杂环境中执行自主导航任务时,应具备快速且安全地确定最佳路径的能力。由于环境中可能存在未知障碍物影响无人机飞行过程,提出一种基于改进A^(*)算法与优化动态窗口法的融合算法,在全局路径最优的基础上针对动、静态障碍物获取局部最优路径,提高路径搜索和障碍物响应效率,生成符合无人机运动的飞行轨迹。通过仿真验证了融合算法的有效性,满足复杂环境下无人机自主路径规划的需求。 展开更多
关键词 无人机 路径规划 改进A^(*)算法 动态窗口法 融合算法
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基于改进A^(*)与DWA算法的井下搬运机器人自主行走路径规划 被引量：7
17
作者 张可琨 鲍久圣 +4 位作者 艾俊伟 袁晓明 阴妍 王茂森 葛世荣 《煤炭科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期197-213,共17页
针对井下搬运过程用工多且效率低等问题以及转运环节多、转运操作难、人工转运慢等困境,以搬运机器人为研究对象,通过仿真与试验进行井下巷道路径规划方法研究。首先,对井下转运工况进行特定的需求分析,确定井下“多转运点巷道”与“最... 针对井下搬运过程用工多且效率低等问题以及转运环节多、转运操作难、人工转运慢等困境,以搬运机器人为研究对象,通过仿真与试验进行井下巷道路径规划方法研究。首先,对井下转运工况进行特定的需求分析,确定井下“多转运点巷道”与“最后1 km直达运输”等典型搬运场景,并分别建立自主行走策略,提升井下搬运机器人自主行走路径规划的适用性与合理性;其次,设计路径规划系统方案,对比分析常规路径规划算法的性能,分别选取A^(*)算法与DWA算法作为井下搬运机器人的全局路径规划与局部路径规划的基本算法;然后,针对常规A^(*)算法搜索效率低与规划路径平滑性不足的问题,依次使用指数优化法与二次B样条曲线法进行改进,同时对比分析改进A^(*)算法的性能,仿真结果发现:改进A^(*)算法在“最后1 km直达运输”与“多转运点自主行走”等典型井下搬运场景的路径规划时间分别缩短了24.62%与22.02%,路径规划效率获得了提升,且生成路径的平滑性较好;接着,针对传统DWA算法存在运行时间与路径长度欠优的问题,统筹井下巷道速度限制、移动底盘驱动电机限制与搬运机器人制动距离限制等约束性要素构建预测路径评价函数,并衡量安全性与高效性引入障碍物评价子函数改进DWA算法,仿真结果发现:基于改进DWA算法的规划路径长度与自主行走时间分别缩短了31.27%与42.33%,有效提升了搬运机器人动态避障能力及路径规划性能;最后,搭建试验巷道场景与搬运机器人模型开展井下搬运机器人路径规划试验,试验结果表明:改进A^(*)-DWA融合算法在多转运点巷道自主行走A→B、A→C以及最后1 km直达运输等试验场景的路径规划效率分别提升了21.90%、18.57%、14.67%,行驶过程实现实时有效动态避障,规划路径安全高效且具有平滑性,能够符合井下“减人、提效、增安”的目标导向以及满足搬运机器人自主行走路径规划需求。 展开更多
关键词 搬运机器人 井下自主行走 路径规划 A^(*)算法改进 DWA算法改进
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适合复杂环境的改进A^(*)路径规划算法 被引量：3
18
作者 王志特 罗丽平 +1 位作者 廖义奎 吴伟林 《广西大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2024年第5期1099-1111,共13页
针对传统A算法在机器人路径规划中存在的缺陷,提出一种改进的A^(*)路径规划算法;对实际代价函数和预估代价函数进行动态权重分配,提高前端路径搜索的初始轨迹质量。结合曼哈顿距离和对角线距离设计非传统表达的启发函数,准确地估计每个... 针对传统A算法在机器人路径规划中存在的缺陷,提出一种改进的A^(*)路径规划算法;对实际代价函数和预估代价函数进行动态权重分配,提高前端路径搜索的初始轨迹质量。结合曼哈顿距离和对角线距离设计非传统表达的启发函数,准确地估计每个节点与目标节点的距离,实现全局路径最短,减少寻路时间和转向次数;针对大幅转角情况下路径不够平滑问题,应用贝塞尔曲线拟合生成的路径点。仿真结果表明:改进的A算法能够在复杂环境中生成最短全局路径,平均转向次数减少24.75%,平均寻路时间缩短30.66%,具有耗时短、转向次数少、路径更平滑等优点。 展开更多
关键词 机器人 路径规划 改进的A^(*)算法 代价函数 启发函数
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融合改进A^(*)算法和优化动态窗口法的路径规划 被引量：11
19
作者 邹文 韩丙辰 +1 位作者 李鹏飞 田剑锋 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2024年第1期184-195,共12页
针对传统A^(*)算法在栅格数量较多时存在折点多、耗时长,以及动态窗口法在复杂环境下灵活性差的问题,提出一种融合改进A^(*)算法和优化动态窗口法的路径规划算法。首先,在传统栅格地图上建立一层粒度值更大的拓扑层地图,接着将拓扑层规... 针对传统A^(*)算法在栅格数量较多时存在折点多、耗时长,以及动态窗口法在复杂环境下灵活性差的问题,提出一种融合改进A^(*)算法和优化动态窗口法的路径规划算法。首先,在传统栅格地图上建立一层粒度值更大的拓扑层地图,接着将拓扑层规划出的路径在栅格地图上进行优化,删除冗余节点、提高路径平滑度。通过增加机器人在不同场景下的运动状态来优化动态窗口法。最后,将全局规划的关键点作为局部规划的临时目标点,实现两种算法的融合。通过对比试验,证明融合算法不仅保证了全局路径较优而且减少了折点数、耗费时间,还提高了机器人在动态环境下路径的平滑度和灵活性。 展开更多
关键词 移动机器人 路径规划 改进A^(*)算法 优化动态窗口法
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基于遗传算法和A^(*)算法的多农机协同作业优化方法
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作者 于逸然 赖惠成 +4 位作者 高古学 张过 彭汪忆楠 杨龙飞 黄俊豪 《系统仿真学报》 北大核心 2025年第9期2397-2408,共12页
针对多农业机械(简称农机)协同作业中的任务分配不均和农机转向路口较多导致时间成本较大问题,提出一种预热策略改进分组遗传算法(pre-heat multi grouped genetic algorithm,PHMGA)与转向约束A^(*)算法(turn A^(*),tA^(*))相结合的任... 针对多农业机械(简称农机)协同作业中的任务分配不均和农机转向路口较多导致时间成本较大问题,提出一种预热策略改进分组遗传算法(pre-heat multi grouped genetic algorithm,PHMGA)与转向约束A^(*)算法(turn A^(*),tA^(*))相结合的任务规划方法。PHMGA基于已知环境为每台农机分配任务,通过考虑行驶、作业及转向距离的代价目标函数确保任务量均衡,并设计多种算子和策略,以搜寻近似最优解。tA^(*)算法则用于选择田间路径,通过转向惩罚规避转向路口较多的复杂区域,进一步缩短作业时间。仿真结果表明:所提算法有效均衡了每台农机的工作量并显著降低了作业时间和等待时间,相比传统算法分别减少了5%和56%~67%。 展开更多
关键词 农业机械 改进分组遗传算法 改进A^(*)算法 多机协同作业规划 任务分配 路径规划
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