本文描繪了物流機(jī)器人的路徑規(guī)劃問(wèn)題。針對(duì)標(biāo)準(zhǔn)A*算法的路徑規(guī)劃時(shí)間長(zhǎng)、計(jì)算節(jié)點(diǎn)多的問(wèn)題,提出了在標(biāo)準(zhǔn)A*算法的基礎(chǔ)山,使用改進(jìn)的雙向搜索的A*算法。通過(guò)使用MATLAB進(jìn)行仿真和實(shí)驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)A*算法和優(yōu)化后的A*算法進(jìn)行了對(duì)比,結(jié)果表明:改進(jìn)的A*算法比標(biāo)準(zhǔn)的A*算法進(jìn)行路徑規(guī)劃的時(shí)間更短,并且使用的節(jié)點(diǎn)更少。 

【文章來(lái)源】：軟件. 2020年03期

【文章頁(yè)數(shù)】：5 頁(yè)

【部分圖文】：

標(biāo)準(zhǔn)A*算法仿真結(jié)果Fig.2SimulationresultsofthestandardA-staralgorithm

圖Fig.1ImprovedA-staralgorithmflowchart兩個(gè)，一個(gè)是使用頭尾雙向搜索的辦法進(jìn)行節(jié)點(diǎn)的擴(kuò)展；另一個(gè)是選取最低g值的臨近點(diǎn)作為前驅(qū)，并增加啟發(fā)函數(shù)值權(quán)重。為了驗(yàn)證改進(jìn)后的A*算法的性能，本文使用MATLAB分別對(duì)標(biāo)準(zhǔn)A*算法和改進(jìn)后的A*算法進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)。標(biāo)準(zhǔn)A*算法和改進(jìn)后的A*算法的仿真結(jié)果分別如圖2和圖3所示。OPEN集障礙物路徑CLOSE集目標(biāo)點(diǎn)起始點(diǎn)圖2標(biāo)準(zhǔn)A*算法仿真結(jié)果Fig.2SimulationresultsofthestandardA-staralgorithm目標(biāo)點(diǎn)OPEN集路徑障礙物起始點(diǎn)圖3改進(jìn)的A*算法仿真結(jié)果Fig.3ImprovedA-staralgorithmsimulationresults在標(biāo)準(zhǔn)A*算法和改進(jìn)的A*算法中，進(jìn)行仿真的柵格地圖的大小為20×20的，綠色的網(wǎng)格表示路徑規(guī)劃的起始點(diǎn)，其位置可以用坐標(biāo)（1,1）表示，紅色的網(wǎng)格表示路徑規(guī)劃的目標(biāo)點(diǎn)，其位置可以使用坐標(biāo)（20,20）表示，黑色網(wǎng)格表示柵格地圖中的障礙物，黃色網(wǎng)格代表OPEN集合的節(jié)點(diǎn)，藍(lán)色網(wǎng)格代表CLOSE集合的節(jié)點(diǎn)。靚藍(lán)色表示最終搜索到的路徑。為了驗(yàn)證改進(jìn)后的A*算法的有效性，分別在上圖柵格地圖中選取50組不同的的起始點(diǎn)和目標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行算法的對(duì)比，主要從三個(gè)方面驗(yàn)證改進(jìn)后算法的有效性，路徑規(guī)劃時(shí)間、路徑規(guī)劃長(zhǎng)度和擴(kuò)展節(jié)點(diǎn)數(shù)目，結(jié)果圖4至6所示。將標(biāo)準(zhǔn)A*算法與改進(jìn)后的A*算法的搜索時(shí)間和搜索路徑長(zhǎng)度以及擴(kuò)展節(jié)點(diǎn)數(shù)目進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，結(jié)果顯示在表1中。通過(guò)上述圖和表可以得到，通過(guò)使用雙向A*算法和確定一個(gè)初始化的較大的g值，取消CLOSE集，將最低g值得臨近點(diǎn)作為前驅(qū)，并增加啟發(fā)函圖4標(biāo)準(zhǔn)A*算法與改進(jìn)后的A*算法搜索時(shí)間比較Fig.4ComparisonofthesearchtimebetweenthestandardandtheimprovedA-staral

?格代表CLOSE集合的節(jié)點(diǎn)。靚藍(lán)色表示最終搜索到的路徑。為了驗(yàn)證改進(jìn)后的A*算法的有效性，分別在上圖柵格地圖中選取50組不同的的起始點(diǎn)和目標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行算法的對(duì)比，主要從三個(gè)方面驗(yàn)證改進(jìn)后算法的有效性，路徑規(guī)劃時(shí)間、路徑規(guī)劃長(zhǎng)度和擴(kuò)展節(jié)點(diǎn)數(shù)目，結(jié)果圖4至6所示。將標(biāo)準(zhǔn)A*算法與改進(jìn)后的A*算法的搜索時(shí)間和搜索路徑長(zhǎng)度以及擴(kuò)展節(jié)點(diǎn)數(shù)目進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，結(jié)果顯示在表1中。通過(guò)上述圖和表可以得到，通過(guò)使用雙向A*算法和確定一個(gè)初始化的較大的g值，取消CLOSE集，將最低g值得臨近點(diǎn)作為前驅(qū)，并增加啟發(fā)函圖4標(biāo)準(zhǔn)A*算法與改進(jìn)后的A*算法搜索時(shí)間比較Fig.4ComparisonofthesearchtimebetweenthestandardandtheimprovedA-staralgorithm

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于改進(jìn)A*算法的移動(dòng)機(jī)器人路徑規(guī)劃[J]. 趙曉,王錚,黃程侃,趙燕偉.  機(jī)器人. 2018(06)
[2]基于改進(jìn)A*算法的最優(yōu)路徑搜索[J]. 朱云虹,袁一.  計(jì)算機(jī)技術(shù)與發(fā)展. 2018(04)
[3]基于改進(jìn)A*算法的室內(nèi)移動(dòng)機(jī)器人路徑規(guī)劃[J]. 王殿君.  清華大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2012(08)
[4]機(jī)器人導(dǎo)航系統(tǒng)中的路徑規(guī)劃算法[J]. 黃玉清,梁靚.  微計(jì)算機(jī)信息. 2006(20)
[5]雙向啟發(fā)式圖搜索算法BFFRA[J]. 王士同.  電子學(xué)報(bào). 1990(06)

碩士論文
[1]基于2D激光雷達(dá)的移動(dòng)機(jī)器人關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 胡志遠(yuǎn).廣西大學(xué) 2017
[2]基于ROS的移動(dòng)機(jī)器人自主定位與導(dǎo)航方法研究[D]. 王強(qiáng).浙江工業(yè)大學(xué) 2017



本文編號(hào)：2952412