文档名：一种融合改进A算法与改进动态窗口法的文旅服务机器人路径规划
摘要：为满足复杂环境下文旅服务机器人路径规划算法搜索的导向性、静态环境下全局路径的最优性和动态环境下实时避障的安全性的需要,提出了一种基于改进A*算法与动态窗口法相融合的算法.首先,在传统A*算法的基础上,采用更精确的搜索邻域选取策略,并引入障碍物占用栅格率来量化地图信息,动态调节启发函数和权重系数;其次,引入安全距离概念,提出一种三次折线优化方法,剔除冗余节点和拐点,以提高路径的平滑性;针对狭窄通道环境,提出一种自适应圆弧优化方法,使路径更符合机器人的运动学约束.通过加入动态障碍物垂直距离代价函数,有效减少机器人与动态障碍物的冲突和碰撞风险;最后,将改进A*算法与动态窗口法相融合,选取关键路径点作为动态窗口法的临时目标点,分段使用动态窗口法进行局部实时路径修正.实验结果表明,该融合算法同时具备搜索导向性、全局路径最优性和动态避障能力,能够安全快速到达目标点,具有一定的应用价值.
Abstract：Tomeettheneedsfortheguidanceofalgorithmsearchinacomplexenvironment,theoptimalityofglobalpathinastaticenvironment,andthesecurityofreal-timeobstacleavoidanceinadynamicenvironmentforpathplanningofculturalandtourismservicerobots,analgorithmbasedonthefusionoftheimprovedA*algorithmandthedynamicwindowapproachwasproposed.Firstly,basedonthetraditionalA*algorithm,amoreaccuratesearchneighborhoodselectionstrategywasadopted,theobstacleoccupationgridratewasintroducedtoquantifymapinformation,andtheheuristicfunctionandweightcoefficientsweredynamicallyadjusted.Secondly,theconceptofsafedistancewasintroduced,andacubicpolylineoptimizationmethodwasproposedtoeliminateredundantnodesandinflectionpoints,enhancingthesmoothnessofthepath.Forthenarrowchannelenvironment,anadaptivearcoptimizationmethodwasproposedtomakethepathmoreconsistentwiththekinematicconstraintsoftherobot.Theintegrationoftheverticaldistancecostfunctionofdynamicobstacleseffectivelyreducedtheriskofconflictsandcollisionsbetweentherobotanddynamicobstacles.Finally,theimprovedA*algorithmwasintegratedwiththedynamicwindowmethod,selectingthekeypathpointasthetemporarytargetpointforthedynamicwindowmethod,andapplyingthedynamicwindowmethodsegmentallyforlocalreal-timepathcorrection.Experimentalresultsdemonstratedthatthisfusionalgorithmhassearchguidance,globalpathoptimalityanddynamicobstacleavoidancecapabilities,andcanreachthetargetpointsafelyandquickly,thusofferingcertainapplicationvalue.
作者：贾明超 冯斌 吴鹏 张坤 桑胜举 Author：JIAMingchao FENGBin WUPeng ZHANGKun SANGShengju
作者单位：济南大学信息科学与工程学院,山东济南250022泰山学院信息科学技术学院,山东泰安271000
刊名：图学学报 ISTICPKU
Journal：JournalofGraphics
年，卷(期)：2024, 45(3)
分类号：TP391
关键词：文旅服务机器人 环境建模 路径规划 实时避障 A*算法 动态窗口法
Keywords：culturaltourismservicerobot environmentmodeling pathplanning real-timeobstacleavoidance A*algorithm dynamicwindowapproach
机标分类号：TP311TP242.6TN925.93
在线出版日期：2024年6月19日
基金项目：一种融合改进A*算法与改进动态窗口法的文旅服务机器人路径规划[
期刊论文] 图学学报--2024, 45(3)贾明超 冯斌 吴鹏 张坤 桑胜举为满足复杂环境下文旅服务机器人路径规划算法搜索的导向性、静态环境下全局路径的最优性和动态环境下实时避障的安全性的需要,提出了一种基于改进A*算法与动态窗口法相融合的算法.首先,在传统A*算法的基础上,采用更精...参考文献和引证文献
参考文献
引证文献
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