基于双向A^(*)-APF算法的船舶路径规划研究

作     者：孟凡齐 孙潇潇 朱金善 梅斌 郑沛洁 MENG Fanqi;SUN Xiaoxiao;ZHU Jinshan;MEI Bin;ZHENG Peijie

作者机构：大连海事大学航海学院辽宁大连116026 上海船舶运输科学研究所有限公司上海200135 

出 版 物：《大连海洋大学学报》 (Journal of Dalian Ocean University)

年 卷 期：2024年第39卷第3期

页      面：506-515页

核心收录：

学科分类：090802[农学-捕捞学] 0908[农学-水产] 08[工学] 09[农学] 081105[工学-导航、制导与控制] 0811[工学-控制科学与工程] 

基　　金：国家自然科学基金面上项目(52178067) 

主　　题：双向A^(*)算法 人工势场法 路径规划 融合算法 

摘      要：为解决目前船舶路径规划算法中存在的全局非最优解和局部最优解等问题,在双向A^(*)算法的基础上加入了优化函数PathOptimization和IsClear,以去除冗余拐点,缩短全局路径距离;在人工势场法(artificial potential field,APF)的基础上,设定离散化步长函数、斥力感应阈值和临时终点,以避免局部最优解和震荡问题;实现两种算法的融合算法(双向A^(*)-APF算法),在MATLAB模拟的相同栅格图中,对比算法改进前后的模拟试验数据。结果表明,融合算法平均减少了50%的冗余拐点,平均减少了47.5%的算法搜索时间,平均缩短了7%的路径距离,能够同时安全规避动态障碍物和静态障碍物。研究表明,双向A^(*)-APF算法可用于解决船舶路径全局非最优解和局部最优解等问题。