【技术实现步骤摘要】
基于改进A*算法的路径规划方法、装置及机器人
本专利技术涉及自动机器人领域,特别是基于改进A*算法的路径规划方法、装置及机器人。
技术介绍
A*算法本质上是一种具有启发式特征的搜索算法,兼具灵活性和对适应不同路况的能力,在路径规划搜索中非常流行。但A*算法在节点选取时固定采用8邻域扩展方式,周围至多只能选择8个运动方向,且运动角度限制为π/4的整数倍,不利于机器人转向,导致产生更多冗余节点,且无对冗余节点进行优化,使最终路径转折点多、不平滑。
技术实现思路
本专利技术的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一,提供基于改进A*算法的路径规划方法、装置及机器人。本专利技术解决其问题所采用的技术方案是:本专利技术的第一方面,基于改进A*算法的路径规划方法,包括以下步骤:初始化步骤:建立OPEN表和CLOSE表,将起始节点纳入所述OPEN表;扩展步骤:将OPEN表中具有最小f值的节点作为当前节点向周围扩展得到两层扩展节点,处于内圈的扩展节点共8个,处于外圈的扩展节点共16个;搜索步骤:先判断处于内圈的扩展节点是否为障碍节点,若不是则向外圈扩展;判断处于外圈的扩展节点是否为障碍节点和当前节点至扩展节点途径的途经点是否在CLOSE表中,若判断失败则将该扩展节点纳入OPEN表中;以当前节点作为父节点更新OPEN表中的所有节点的g值;判断步骤:将OPEN表中g值变小的节点作为当前节点执行扩展步骤,将扩展节点纳入CLOSE表,然后判断OPEN表中的所有节点是否包 ...
【技术保护点】
1.基于改进A*算法的路径规划方法,其特征在于,包括以下步骤:/n初始化步骤:建立OPEN表和CLOSE表,将起始节点纳入所述OPEN表;/n扩展步骤:将OPEN表中具有最小f值的节点作为当前节点向周围扩展得到两层扩展节点,处于内圈的扩展节点共8个,处于外圈的扩展节点共16个;/n搜索步骤:先判断处于内圈的扩展节点是否为障碍节点,若不是则向外圈扩展;判断处于外圈的扩展节点是否为障碍节点和当前节点至扩展节点途径的途经点是否在CLOSE表中,若判断失败则将该扩展节点纳入OPEN表中;以当前节点作为父节点更新OPEN表中的所有节点的g值;/n判断步骤:将OPEN表中g值变小的节点作为当前节点执行扩展步骤,将扩展节点纳入CLOSE表,然后判断OPEN表中的所有节点是否包含目标节点,若不包含则执行搜索步骤,若包含则执行路径生成步骤;/n路径生成步骤:将起始节点、搜索步骤中得到的父节点和目标节点依次经消除共线节点和消除冗余转折点后相连得到最优路径。/n
【技术特征摘要】
1.基于改进A*算法的路径规划方法,其特征在于,包括以下步骤:
初始化步骤:建立OPEN表和CLOSE表,将起始节点纳入所述OPEN表;
扩展步骤:将OPEN表中具有最小f值的节点作为当前节点向周围扩展得到两层扩展节点,处于内圈的扩展节点共8个,处于外圈的扩展节点共16个;
搜索步骤:先判断处于内圈的扩展节点是否为障碍节点,若不是则向外圈扩展;判断处于外圈的扩展节点是否为障碍节点和当前节点至扩展节点途径的途经点是否在CLOSE表中,若判断失败则将该扩展节点纳入OPEN表中;以当前节点作为父节点更新OPEN表中的所有节点的g值;
判断步骤:将OPEN表中g值变小的节点作为当前节点执行扩展步骤,将扩展节点纳入CLOSE表,然后判断OPEN表中的所有节点是否包含目标节点,若不包含则执行搜索步骤,若包含则执行路径生成步骤;
路径生成步骤:将起始节点、搜索步骤中得到的父节点和目标节点依次经消除共线节点和消除冗余转折点后相连得到最优路径。
2.根据权利要求1所述的基于改进A*算法的路径规划方法,其特征在于,所述消除共线节点具体为:对于依次相连的三个节点S1、S2和S3,计算S1与S2连线的斜率KS1S2和S2与S3连线的斜率KS2S3,若KS1S2=KS2S3,则消除节点S2。
3.根据权利要求1所述的基于改进A*算法的路径规划方法,其特征在于,所述消除冗余转折点具体为:对于依次相连的三个节点P1、P2和P3,若P1和P3间的连线无经过障碍节点,则消除节点P2。
4.根据权利要求1至3任一项所述的基于改进A*算法的路径规划方法,其特征在于,f值为始节点至终节点的总代价,g值为始节点至现节点的真实代价,满足f=g+h,其中h值为现节点至终节点的预估代价。
5.基于改进A*算法的路径规划装置,其特征在于,包括:
初始化模块,用于建立OPEN表和CLOSE表,将起始节点纳入所述OPEN表;<...
【专利技术属性】
技术研发人员:黄辉,邹安安,邹媛媛,胡鹏,蔡庆荣,江励,王宏民,王琼瑶,汤健华,梁艳阳,王广龙,
申请(专利权)人:五邑大学,
类型:发明
国别省市:广东;44
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