基于改进A*算法的煤矿救援机器人路径规划

摘要：

路径规划是煤矿救援机器人研究的重要内容之一.针对灾后煤矿环境非结构化的特点,以及传统A*算法规划的路径长度非最短、拐弯次数多和平滑度较差等问题,提出一种基于改进A*算法的煤矿救援机器人路径规划方法.对真实环境中的地图信息进行二值化处理,构建栅格地图;判断当前点与目标点的相对位置,利用改进A*算法进行路径规划,得到一条从当前点到目标点的路径;利用Douglas-Peucker(D-P)算法提取路径上的关键节点,采用三次样条插值函数对关键节点进行拟合,完成对路径的平滑处理.改进A*算法将传统A*算法的8邻域搜索扩展为有目的性的13邻域搜索,在进行路径搜索时,先对当前点和目标点的位置关系进行判断,从而减少路径节点,减小路径长度,提升路径平滑度.Matlab仿真结果表明:与8邻域A*算法、24邻域A*算法、48邻域A*算法相比,改进A*算法在路径长度、拐弯次数、平滑度等方面有一定优化,更适用于煤矿救援机器人路径规划;与Fuzzy算法相比,改进A*算法路径规划所用时间更短,规划的路径长度更短,拐弯次数更少.

关键词：煤矿救援机器人、路径规划、A*算法、邻域扩展、Douglas-Peucker算法、路径平滑、三次样条插值函数

所属期刊栏目：49

分类号：TD774(矿山安全与劳动保护)

资助基金：安徽省重点研究与开发计划项目;安徽理工大学环境友好材料与职业健康研究院研发专项基金资助项目

在线出版日期：2023-09-14（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：53-59