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主办单位:煤炭科学研究总院有限公司、中国煤炭学会学术期刊工作委员会
融合改进A*与DWA算法的煤矿足式机器人路径规划
  • 23
  • 作者

    王利民孙瑞峰翟国栋张佳伟徐弘赵杰化一行

  • 单位

    中国矿业大学(北京)机械与电气工程学院煤炭资源与安全开采国家重点实验室

  • 摘要
    为了提高煤矿足式机器人路径规划算法的运行效率、搜索精度以及避障灵活性,将A*与DWA算法改进并进行融合。首先设计去冗余节点策略减短传统A*算法规划路径的长度、通过动态加权和修改方向搜索策略提高传统A*算法搜索最优路径的速度、对算法规划出的路径采用分段二阶贝塞尔曲线进行路径平滑;其次将A*算法规划出的路径的节点依次作为局部路径规划DWA算法的局部目标点进行算法融合,筛选剔除邻近障碍物节点从而再次缩短路径长度,并设置DWA算法的代价函数权值比例提升避障性能;再次通过仿真实验测试多障碍环境下融合算法的动、静态避障效果。融合算法的全局路径规划能力较传统A*算法运算时间减少了66.67%,规划出路径长度缩短了25.54%,在多障碍物环境下较传统DWA算法缩短了对障碍物的反应时间,在机器人遇到无法避开的障碍而陷入“假死”状态时,能重新调用融合算法来更新路径节点以绕开障碍物抵达目标点;最后通过实机实验,验证了所设计算法的优越性。
  • 关键词

    A*算法DWA算法融合算法复杂环境下避障

  • 文章目录
    0 引言
    1 全局路径规划A*算法改进
    1.1 去冗余节点策略
    1.2 搜索邻域方式改进
    1.3 代价函数改进
    1.4 路径平滑
    2 改进A*算法与DWA算法融合
    3 “假死”应对方案
    4 仿真实验
    4.1 改进A*算法性能验证
    4.2 融合算法性能验证实验
    4.3 “假死”应对方案验证
    5 实机实验
    6 结论
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