武汉理工大学学报(交通科学与工程版)2024,Vol.48Issue(6) :1089-1094.DOI:10.3963/j.issn.2095-3844.2024.06.011

基于改进变步长稀疏A*算法的无人艇路径规划方法

Path Planning for Unmanned Surface Vessel Based on Improved Variable Step Sparse A*Algorithm

冯辉 杨皓杰 徐海祥 朱凤娜
武汉理工大学学报(交通科学与工程版)2024,Vol.48Issue(6) :1089-1094.DOI:10.3963/j.issn.2095-3844.2024.06.011

基于改进变步长稀疏A*算法的无人艇路径规划方法

Path Planning for Unmanned Surface Vessel Based on Improved Variable Step Sparse A*Algorithm

冯辉 1杨皓杰 1徐海祥 1朱凤娜1
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作者信息

  • 1. 武汉理工大学高性能船舶技术教育部重点实验室 武汉 430063;武汉理工大学船海与能源动力工程学院 武汉 430063
  • 折叠

摘要

文中提出了一种改进变步长稀疏A*算法的路径规划方法.基于USV回转性能限制,建立USV回转模型,确定前向探索角度与探索步长之间的关系;针对A*算法中的启发项进行改进,加快算法搜索速度;在此基础上,结合USV回转模型和变步长方法,建立了符合USV操纵特性的变步长探索策略;通过增加备选节点机制,有效提高算法规划路径的质量.结果表明:所提出的算法相比固定步长和变步长的稀疏A*算法有更好的寻优性能,在复杂环境下生成的路径质量更佳.

Abstract

An improved path planning method of variable step sparse A*algorithm was proposed.Based on the limitation of USV rotation performance,the USV rotation model was established to de-termine the relationship between the forward exploration angle and the exploration step.The heuristic item in A*algorithm was improved to speed up the search of the algorithm.On this basis,combined with USV rotation model and variable step method,a variable step exploration strategy was estab-lished,which conformed to USV handling characteristics.By adding alternative node mechanism,the quality of the path planning was effectively improved.The results show that the proposed algorithm has better optimization performance than the sparse A*algorithm with fixed step size and variable step size,and the path quality generated in complex environment is better.

关键词

无人艇/全局路径规划/A*算法/稀疏A*算法/避障

Key words

unmanned surface vessel/global path planning/A*algorithm/sparse A*algorithm/colli-sion avoidance

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出版年

2024
武汉理工大学学报(交通科学与工程版)
武汉理工大学

武汉理工大学学报(交通科学与工程版)

CSTPCD
影响因子:0.462
ISSN:2095-3844
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