基于改进A^*算法的无人机路径规划研究 被引量：19

1

作者 姜月秋 李紫嫣 +1 位作者 关启学 关世杰 《兵器装备工程学报》 CAS 北大核心 2020年第9期160-164,共5页

针对无人机在野外复杂环境下传统的A^*算法在路径规划的过程中存在的内存开销大、运算时间长等问题,提出了一种新的算法。首先运用栅格法对无人机的任务空间环境进行环境建模,利用IDA算法进行路径规划,对传统A^*算法启发函数进行了相应... 针对无人机在野外复杂环境下传统的A^*算法在路径规划的过程中存在的内存开销大、运算时间长等问题,提出了一种新的算法。首先运用栅格法对无人机的任务空间环境进行环境建模,利用IDA算法进行路径规划,对传统A^*算法启发函数进行了相应的改进,提高了节点的搜索效率,并且结合双向搜索策略进一步降低了在路径规划过程中的节点搜索个数。通过仿真,对IDA算法、传统A^*算法和双向A^*算法在搜索时间和节点搜索个数等性能指标进行了比较和分析,验证了IDA算法的有效性。 展开更多

关键词 无人机 路径规划 A^*算法 IDA算法 栅格法

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基于改进的A^*算法集装箱码头自动导引小车路径规划研究 被引量：11

2

作者 曹莹 陈沿伊 冯睿 《武汉理工大学学报（交通科学与工程版）》 2020年第4期738-742,共5页

针对传统A^*算法规划出的路径碰撞威胁较大,提出了在原启发式函数基础上增设自动导引小车(AGV)与障碍物间距离和安全距离函数,限制AGV与障碍物距离,从而达到降低碰撞威胁的目的.以上海洋山深水港为例,运用改进的A^*算法,根据实际情况设... 针对传统A^*算法规划出的路径碰撞威胁较大,提出了在原启发式函数基础上增设自动导引小车(AGV)与障碍物间距离和安全距离函数,限制AGV与障碍物距离,从而达到降低碰撞威胁的目的.以上海洋山深水港为例,运用改进的A^*算法,根据实际情况设计仿真实验,验证了引入碰撞因子的A^*算法距离缩短为1 m时,规划时间增加为0.04 s,算法整体效益明显提高. 展开更多

关键词 自动化集装箱码头 自动导引小车 A^*算法 碰撞因子

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改进的A^*算法在游戏寻路功能中的应用与研究 被引量：3

3

作者 宛博文 陈洁 +2 位作者 朱瑞晨 朱大伟 潘子宇 《信息化研究》 2019年第6期51-55,共5页

在游戏开发中,A^*算法是主要解决地图搜索寻径的方法。为实现算法在不同游戏地图场景中的适用以及更好地节省系统资源的占用,文章提出了精简地图路径点的方法,在路径搜索时对地图路径点个数进行精确缩减,从而减少算法代价函数值的计算次... 在游戏开发中,A^*算法是主要解决地图搜索寻径的方法。为实现算法在不同游戏地图场景中的适用以及更好地节省系统资源的占用,文章提出了精简地图路径点的方法,在路径搜索时对地图路径点个数进行精确缩减,从而减少算法代价函数值的计算次数,进而节省资源消耗。在Unity引擎环境下进行算法模拟,模拟结果表明,该算法可以较好地节省系统资源和提高运行效率,在更大规模地图中,效果尤为明显。 展开更多

关键词 A^*算法 人工智能 地图寻径 游戏开发 Unity引擎

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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

4

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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煤矿救援机器人路径平滑算法研究 被引量：16

5

作者 陶德俊 姜媛媛 +2 位作者 刘延彬 辛元芳 罗俊 《工矿自动化》 北大核心 2019年第10期49-54,共6页

针对煤矿救援机器人利用A^*算法规划出来的路径存在转折次数多和路径不够平滑等问题,提出了一种基于改进A^*算法的煤矿救援机器人路径平滑算法。首先利用Douglas-Peucker(D-P)算法对A^*算法产生的全段路径进行处理,剔除路径中的冗余节点... 针对煤矿救援机器人利用A^*算法规划出来的路径存在转折次数多和路径不够平滑等问题,提出了一种基于改进A^*算法的煤矿救援机器人路径平滑算法。首先利用Douglas-Peucker(D-P)算法对A^*算法产生的全段路径进行处理,剔除路径中的冗余节点,提取出若干路径节点作为关键节点,解决了A^*算法路径冗余节点多、路径转折次数多的问题;然后利用三次样条函数对基于关键节点的整段路径进行拟合处理,得到一条平滑的路径,有效缩短了路径长度。仿真实验结果表明,该算法通用性很强,虽然规划时间与A^*算法相比略有增加,但规划出来的路径转折次数少,路径长度短,且路径质量高于遗传平滑算法。 展开更多

关键词 煤矿救援机器人 路径规划 路径平滑 A^*算法 遗传平滑算法 关键节点提取 DOUGLAS-PEUCKER算法 三次样条函数

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基于A~*算法优化的月面巡视器路径规划研究 被引量：8

6

作者 王楷文 彭松 +1 位作者 刘少创 李海飞 《航天器工程》 CSCD 北大核心 2019年第1期19-26,共8页

六轮月面巡视器采用的滚动窗口避障算法利用局部地图信息,通过评价函数在规定的待选圆弧中选择最优圆弧作为巡视器的行走路径。由于该算法的输入信息较少,应用于多障碍地图时规划成功率较低。文章通过改进的A*算法生成辅助线,将辅助线... 六轮月面巡视器采用的滚动窗口避障算法利用局部地图信息,通过评价函数在规定的待选圆弧中选择最优圆弧作为巡视器的行走路径。由于该算法的输入信息较少,应用于多障碍地图时规划成功率较低。文章通过改进的A*算法生成辅助线,将辅助线作为巡视器执行圆弧的选择依据。在此基础上提出了一种基于辅助线优化的算法,通过引入全局地图信息改进原始算法。相关仿真试验证明优化后的算法具有更高的成功率以及更短的规划路径。在实际试验中的应用验证了此算法的可行性,此算法在今后巡视器路径规划的研究和应用中具有一定的参考价值。 展开更多

关键词 路径规划 A^*算法 辅助线 六轮月面巡视器

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基于A~*算法的迷宫搜索向心法法则 被引量：5

7

作者 高源 凌翌 +1 位作者 吕鹏 董瑞 《电子设计工程》 2019年第9期31-34,共4页

针对IEEE标准的电脑鼠走迷宫中向心搜索算法在某些情况下搜索效率不高的问题,采用了一种基于A~*算法的改进型向心法法则对传统向心法进行了改进。通过两种算法的对比试验验证,改进型算法转弯46次共74步,传统算法转弯65次共174步,得出改... 针对IEEE标准的电脑鼠走迷宫中向心搜索算法在某些情况下搜索效率不高的问题,采用了一种基于A~*算法的改进型向心法法则对传统向心法进行了改进。通过两种算法的对比试验验证,改进型算法转弯46次共74步,传统算法转弯65次共174步,得出改进型向心法较传统向心发搜索效率大为提高的结论。 展开更多

关键词 电脑鼠 A^*算法 向心法则 迷宫搜索

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基于改进A~*算法的水面无人艇路径规划 被引量：19

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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交通运输网络的二叉堆索引及路径算法优化 被引量：2

9

作者 王亚 任燕 夏林元 《应用科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第6期955-965,共11页

交通运输网络的最短路径分析是地理信息系统网络分析最常见的应用之一.该文在二叉堆索引结构的基础上改进了计算最短路径的Dijkstra算法和A^*算法,采用了多种优化策略提高算法的运行效率.首先,应用二叉堆索引提高了交通运输网络存储结... 交通运输网络的最短路径分析是地理信息系统网络分析最常见的应用之一.该文在二叉堆索引结构的基础上改进了计算最短路径的Dijkstra算法和A^*算法,采用了多种优化策略提高算法的运行效率.首先,应用二叉堆索引提高了交通运输网络存储结构的读取效率;其次,通过数据类型的低精度损耗简化和运算类型的简化,提高了算法的计算效率.另外,优化了A^*算法中估计函数的计算方式,有效降低了搜索空间,提高了Dijkstra算法和A^*算法的整体计算效率.实验结果表明Dijkstra算法的改进方法可使计算速度提高7倍以上,对A^*算法的改进可使计算速度提高200倍以上. 展开更多

关键词 地理信息系统 网络分析 最短路径 二叉堆 DIJKSTRA算法 A^*算法

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基于概略图的航迹优化的改进A~*算法研究 被引量：1

10

作者 陈韶千 董国才 +6 位作者 唐同斌 张健楠 章校 王姣 刘士勋 喻戈 张翔 《弹箭与制导学报》 北大核心 2019年第1期131-134,共4页

低空突防航迹优化就是综合考虑飞行器的各种约束,为飞行器规划出一条从起始点到目标点之间满足作战要求的路径,以保证安全完成突防任务。文中针对一般A^*算法航迹规划算法速度慢,无法满足实际飞行要求的问题提出了基于概略图的航迹优化... 低空突防航迹优化就是综合考虑飞行器的各种约束,为飞行器规划出一条从起始点到目标点之间满足作战要求的路径,以保证安全完成突防任务。文中针对一般A^*算法航迹规划算法速度慢,无法满足实际飞行要求的问题提出了基于概略图的航迹优化算法,将数字地图提炼成立体连通概略图,在这个立体连通概略图上再运用A^*算法进行航迹优化。仿真结果显示,该算法大大缩短了航迹规划的时间,为算法的实际应用打下了坚实的基础。 展开更多

关键词 航迹优化 A^*算法 概略图

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欠驱动船舶自主避碰的算法设计 被引量：1

11

作者 郭建群 吴青 +2 位作者 初秀民 谢朔 郑茂 《交通科技》 2019年第5期135-140,共6页

为解决传统A^*算法在船舶路径规划中存在的路径不平滑及大范围地图下搜索效率不高等问题,根据能量守恒定律对A^*算法中的评价函数进行重新定义,提出改进A^*算法;同时引入人工势场法(artificial potential field, APF),并对APF中的斥力... 为解决传统A^*算法在船舶路径规划中存在的路径不平滑及大范围地图下搜索效率不高等问题,根据能量守恒定律对A^*算法中的评价函数进行重新定义,提出改进A^*算法;同时引入人工势场法(artificial potential field, APF),并对APF中的斥力场系数进行修正;结合2种改进方法,考虑欠驱动船舶的运动特性,设计出一种混合算法。通过MATLAB进行仿真对比,发现所提出的混合算法规划路径更优、效率更高。 展开更多

关键词 欠驱动船舶 人工势场法 A^*算法 混合算法

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人工势场法与A*算法结合的机械臂避障路径规划研究 被引量：3

12

作者 孙泾辉 朱毅 卢军 《成都信息工程大学学报》 2019年第3期263-266,共4页

针对人工势场法在机械臂避障路径规划中容易陷入局部极小值的问题,提出了人工势场法与A^*算法相结合的路径规划方法。首先使用人工势场法控制机械臂沿合势场梯度下降方向运动,若陷入局部极小值,则采用A^*算法控制其运动到虚拟目标点以... 针对人工势场法在机械臂避障路径规划中容易陷入局部极小值的问题,提出了人工势场法与A^*算法相结合的路径规划方法。首先使用人工势场法控制机械臂沿合势场梯度下降方向运动,若陷入局部极小值,则采用A^*算法控制其运动到虚拟目标点以逃离局部极小值,然后再转换回人工势场法继续搜索直到抵达目标点。最终的仿真实验表明,改进方法可以成功规划出一条无碰撞的最优路径,并且对较复杂的工作环境具有较高的适应性。 展开更多

关键词 机械臂 人工势场法 A^*算法 避障路径规划 虚拟目标点

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A~*算法的改进及其在15数码问题中的应用 被引量：1

13

作者 刘逗逗 王文发 +1 位作者 崔桓睿 王原 《延安大学学报（自然科学版）》 2018年第4期21-23,27,共4页

针对15数码问题,提出了一种基于改进A*算法的求解方法。依据问题特征,定义了估价函数f(n)中启发函数h(n)的一种计算方法,设计了高效的算法步骤和C语言程序实现。测试结果表明,同等条件下,本算法较常用A*算法的求解效率有所改善,算法对... 针对15数码问题,提出了一种基于改进A*算法的求解方法。依据问题特征,定义了估价函数f(n)中启发函数h(n)的一种计算方法,设计了高效的算法步骤和C语言程序实现。测试结果表明,同等条件下,本算法较常用A*算法的求解效率有所改善,算法对其他组合优化问题也具有应用价值。 展开更多

关键词 人工智能 15数码问题 可解性判断 A^*算法 估价函数

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复杂低空物流无人机路径规划 被引量：51

14

作者 张启钱 许卫卫 +2 位作者 张洪海 邹依原 陈雨童 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第7期1275-1286,共12页

针对复杂低空物流无人机路径规划问题,考虑空域环境、运输任务等内外限制,以飞行时间、能耗及危险度最小为目标函数,建立多限制条件物流无人机路径规划模型,设计启发算法以快速解算路径。采用栅格法对规划环境表征,引入物流无人机性能... 针对复杂低空物流无人机路径规划问题,考虑空域环境、运输任务等内外限制,以飞行时间、能耗及危险度最小为目标函数,建立多限制条件物流无人机路径规划模型,设计启发算法以快速解算路径。采用栅格法对规划环境表征,引入物流无人机性能约束确保路径可飞。针对A^*算法存在的问题及物流无人机航空运输特色,引入栅格危险度因子、货物质量惩罚系数,增加飞行时间、能耗等代价以提升避障能力、降低成本。为匹配所提启发算法解算效率与精度,采用动态加权法对函数赋权。为筛除冗余路径点及保证平稳飞行,采用双向交叉判断法等对原路径优化平滑。为验证所提路径规划模型及启发算法的有效性,对比4种算法规划结果,分析栅格粒度大小与代价权重值对结果的影响。在既定的运输环境及物流无人机性能约束下,研究结果表明:所提算法与A^*算法相比,保证了物流无人机飞行安全、能耗少,将飞行时间由406 s降至386 s,降低了5%;飞行路径点数为129个、栅格危险度因子为11.69,降低了姿态改变次数,保证了运输安全;当栅格粒度大小为5 m,代价权重值为0.4、0.1、0.5时,采用所提算法规划的路径最佳。 展开更多

关键词 航空运输 路径规划 A^*算法 物流无人机 复杂低空 栅格危险度 双向交叉判断法

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指引路径规划模型的建模与仿真验证 被引量：4

15

作者 赵琦 曾烨 +1 位作者 张立立 王力 《交通运输系统工程与信息》 EI CSCD 北大核心 2020年第6期184-190,共7页

道路上某个位置存在多个指路标志时可能引发信息过载问题,对驾驶员产生干扰.为解决这一问题,本文基于A^*(A-star)算法,提出一种指引路径规划模型.考虑特定节点信息过载问题对指引路径实际成本的影响,在模型的估价函数中增设惩罚系数,可... 道路上某个位置存在多个指路标志时可能引发信息过载问题,对驾驶员产生干扰.为解决这一问题,本文基于A^*(A-star)算法,提出一种指引路径规划模型.考虑特定节点信息过载问题对指引路径实际成本的影响,在模型的估价函数中增设惩罚系数,可以有效避开引发信息过载现象的指引路径选择.基于VISSIM展开案例研究,借助其二次开发功能提取VISSIM路网中的相关数据.利用所建指引路径规划模型求解路网中一对OD间的指引路径.最后,对比分析有无惩罚系数两种模型得到的指引路径规划和指路标志布设方案,证明本文模型在指引路径规划时可有效避免信息过载问题. 展开更多

关键词 交通工程 指路标志 路径规划 A^*算法 惩罚系数

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城市区域物流无人机路径规划 被引量：34

16

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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动态重规划的多目标路径产生方法研究 被引量：5

17

作者 于泉 姚宗含 《交通运输工程与信息学报》 2019年第4期105-112,共8页

随着城市现代化发展,交通问题越来越突出,为解决这些问题,智能交通加速发展,合理优化资源分配成为一大焦点.因此,提出一种动态重规划的多目标路径产生方法,主要分为路径选择模型以及路径优化算法两个方面.提出基于时间最短、距离最短、... 随着城市现代化发展,交通问题越来越突出,为解决这些问题,智能交通加速发展,合理优化资源分配成为一大焦点.因此,提出一种动态重规划的多目标路径产生方法,主要分为路径选择模型以及路径优化算法两个方面.提出基于时间最短、距离最短、拥挤度最低三个目标的多目标路径选择模型,确定路径求解算法,改进竞争学习神经网络确定拥挤度分类,通过逆向A^*算法进行全局路径优化.当检测到路网信息发生变化时,将新信息反馈到系统中,通过增量更新算法进行动态更新,从而实现实时动态路径规划.最后,根据北京市某片区路网情况进行模拟,验证算法的可行性和有效性. 展开更多

关键词 智能交通 动态路径诱导 多目标 逆向A^*算法 竞争学习神经网络

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未知环境下双机器人协同探索方法 被引量：3

18

作者 祝泽亚 谢君 王智 《电光与控制》 CSCD 北大核心 2020年第4期32-37,102,共7页

针对在未知环境和未知目标位置情况下的目标搜索与地图导航问题,提出了一种双机器人协同探索方法。首先,第一台移动机器人利用摸墙算法进行目标搜索,分别运用改进的RBPF-SLAM算法和Hector-SLAM算法构建未知环境的地图,比较两种算法建图... 针对在未知环境和未知目标位置情况下的目标搜索与地图导航问题,提出了一种双机器人协同探索方法。首先,第一台移动机器人利用摸墙算法进行目标搜索,分别运用改进的RBPF-SLAM算法和Hector-SLAM算法构建未知环境的地图,比较两种算法建图花费的时间和获得的结果,选择其中更适合搜救任务的算法。接着,第二台机器人读取来自第一台机器人的地图信息,运用A*算法规划到达目标点的最优路径,并沿着规划出的路径移动至目标点。同时,针对实际中随时可能发生变化的受灾区域,采用动态窗口法进行动态的局部路径规划。最后,对该种方法进行了仿真实验,实验结果验证了该方法的实用性和有效性。 展开更多

关键词 移动机器人 协同探索 改进的RBPF-SLAM算法 Hector-SLAM算法 A^*算法 动态窗口法

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智能疏散系统导向标志计算及疏散路径仿真 被引量：4

19

作者 张苏英 郭宝樑 +1 位作者 赵国花 刘慧贤 《河北科技大学学报》 CAS 2020年第1期40-49,共10页

为了解决大型综合建筑中智能疏散系统在火灾等突发情况发生时可根据复杂建筑结构规划出合理、安全的疏散路径问题,提出了一种基于改进A^*算法的多起点、多出口路径规划方法。通过增加转弯惩罚值,结合火灾影响区域实时信息和火灾中心点... 为了解决大型综合建筑中智能疏散系统在火灾等突发情况发生时可根据复杂建筑结构规划出合理、安全的疏散路径问题,提出了一种基于改进A^*算法的多起点、多出口路径规划方法。通过增加转弯惩罚值,结合火灾影响区域实时信息和火灾中心点的距离改进了估价函数,进而计算出最优疏散路径。依据搜索出的最优路径调整三维楼层地图中各个导向标志方向,从而引导不同位置人员从最优路径疏散逃生。仿真实验结果表明,在计算多起点、多出口疏散路径时,改进A^*算法与传统Dijkstra算法和A*算法相比,搜索方向更加明确,路径更加平滑,搜索效率更高,运行时间更短,并能结合火灾信息保证疏散路径的安全性。该算法在求解大型综合建筑火灾安全疏散路径方面具有很好的应用前景。 展开更多

关键词 人工智能理论 路径规划 栅格法 A^*算法 DIJKSTRA算法 导向标志

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一种基于LEACH的无线传感网络路由协议 被引量：2

20

作者 纪磊 张欣 +1 位作者 文章 高进 《电子科技》 2020年第7期22-26,共5页

针对传统无线传感网络中LEACH算法能量消耗导致节点过早死亡等问题,文中在LEACH算法的基础上提出一种改进算法。该算法首先针对普通节点和簇首节点的选取分配了不同的加权概率,在阈值上同时考虑当前节点和所有节点的总能量。该算法借助... 针对传统无线传感网络中LEACH算法能量消耗导致节点过早死亡等问题,文中在LEACH算法的基础上提出一种改进算法。该算法首先针对普通节点和簇首节点的选取分配了不同的加权概率,在阈值上同时考虑当前节点和所有节点的总能量。该算法借助维诺图实现对簇的划分,并采用优化的A^*算法实现多跳传输技术。仿真实验结果表明,改进算法在死亡节点及能量消耗等问题上取得了较好的效果,最大循环次数之后,存活节点数量是原始算法的5倍,节点剩余能量是原始算法的8.8倍。 展开更多

关键词 无线传感网络 LEACH算法 多跳传输 维诺图 A^*算法 节点

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