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基于改进A*算法的移动机器人路径规划

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摘要

自主移动机器人属于智能型机器人,是集环境感知、动态决策与规划、行为控制与执行于一身的综合系统,近年来移动机器人在交通运输、服务医疗等行业发挥了重要作用,展示了广泛应用前景.路径规划技术是自主移动机器的核心内容之一,是指移动机器人按照具体性能指标(时间或者距离)搜索出一条从起始位置到目标未知的最优或次优路径.针对移动机器人自主路径规划中存在的优化轨迹粗糙、轨迹越界等问题,本文提出了一种改进的运动规划方案.首先对传统A*算法搜索到的离散路径点加入矩形碰撞检测,并依据弧线距离设计了一种自适应权值分配的评估函数,有效提高了前端路径搜索的初始轨迹质量;其次将贝塞尔函数代替传统的多项式优化,利用B样条的凸壳性,设计了一组新的约束条件计算方法,将优化轨迹安全地限制在飞行走廊内,并提高了算法的执行效率;最后本文利用matlab、Prometheus仿真平台对本文算法进行了验证,结果表明:对比标准A*算法,本文改进A*算法运行效率提高了22.5％,转折点数目降低了29.2％;对比多项式优化,本文基于贝塞尔函数的优化方法花费时间降低了10.5％.

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