基于调和A*算法在移动机器人中的研究

作     者：杨光永 戈一航 晏婷 于元滐 徐天奇 YANG Guangyong;GE Yihang;YAN Ting;YU Yuanjie;XU Tianqi

作者机构：云南民族大学电气信息工程学院云南昆明650500 

出 版 物：《现代电子技术》 (Modern Electronics Technique)

年 卷 期：2022年第45卷第4期

页      面：171-176页

学科分类：080904[工学-电磁场与微波技术] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 0802[工学-机械工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

基　　金：国家自然科学基金项目资助(61761049) 国家自然科学基金项目资助(61261022) 

主　　题：移动机器人 路径规划 A*算法 栅格地图 避障 余弦因子 启发式函数 七次样条插值 

摘      要：为了提高复杂环境下移动机器人路径的安全性,缩短搜索时间和路径长度,文中提出一种调和A*算法与七次样条插值曲线融合的路径规划方法。首先进行避障设计,在栅格地图下通过消除对角线与障碍物碰撞的路径提高A*算法的安全性;其次引入余弦方向因子改进启发式函数,通过约束搜索方向来减少搜索节点从而提高实时性;最后采用七次样条插值函数对路径进行平滑处理,形成一条连续的移动机器人行驶路径。经Matlab仿真验证,相较传统A*算法,文中算法有效地减少了27.05%的搜索节点,缩短了33.97%的搜索时间和3.63%的路径长度,提升了路径的搜寻效率,说明文中方法有效、可行。实验结果表明,改进的A*算法具有较快的收敛速度,能更快速地得到移动机器人最优路径,更符合实际的应用场景需求。