一种基于智能启发式算法的实时避障路径规划方法技术

技术编号:40056999 阅读:103 留言:0更新日期:2024-01-16 22:05
本发明专利技术属于实时动态路径规划技术领域,具体涉及一种基于智能启发式算法的实时避障路径规划方法。由于栅格移动的限制,传统A星算法路径的角度改变通常为45°,无法施加更精细的角度约束,进而导致算法生成的路径长度并非最优。本发明专利技术优选实施例中对传统A星算法的扩展策略进行改进,加入单步最小扩展长度l<subgt;min</subgt;、最大角度变化量θ<subgt;max</subgt;的约束,将有限的可达栅格分为扇区,保留扇区的边界节点作为当前节点的扩展节点,实现角度的区间改变。提升了规划路径的平滑度、提高了路径规划算法的效率,使规划的动态避障路径长度最优。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于实时动态路径规划,具体涉及一种基于智能启发式算法的实时避障路径规划方法


技术介绍

1、路径规划问题旨在寻找一条给定始末点间的路径,使沿该路径移动的过程中,不与障碍物发生碰撞,且路程或移动代价最小,在机器人的自主无碰行动、飞行器的避障突防飞行、无人车的自动驾驶等领域具有广阔的应用前景。

2、a星算法是一种经典的智能启发式算法,基本思想是从初始点开始,通过建立启发函数,选择最优节点,并在此节点上进行扩展,在被扩展的节点中再选择最优节点进行扩展,如此迭代下去直到规划到目标。a星算法因为其原理简单、实现容易,其启发式引导机制避免了大量无用的搜索,效率较高,在路径规划中得到了广泛的应用。

3、但是由于栅格移动的限制,路径的角度改变通常为45°、单步步长通常为栅格长度,无法施加精细的角度、最小移动距离约束,进而导致算法生成的路径长度次优;同时a星算法中存在大量数组中节点的插入、删除等操作,算法的效率存在进一步优化的空间。


技术实现思路

1、本专利技术的目的:提供了一种基于智能启发式本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于智能启发式算法的实时避障路径规划方法,其特征在于,包括如下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种基于智能启发式算法的实时避障路径规划方法,其特征在于,所述单步最小扩展步长lmin至少大于所述障碍栅格地图obs_map的单个格栅边长或对角线长度;所述最大角度变化量θmax小于45°。

3.根据权利要求1所述的一种基于智能启发式算法的实时避障路径规划方法,其特征在于,在所述步骤2中,依据当前节点now位置(xnow,ynow)、now的父节点par位置(xpar,ypar),依据两节点位置确认当前航向θnow=arctan2(xnow-xpar,ynow-y...

【技术特征摘要】

1.一种基于智能启发式算法的实时避障路径规划方法,其特征在于,包括如下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种基于智能启发式算法的实时避障路径规划方法,其特征在于,所述单步最小扩展步长lmin至少大于所述障碍栅格地图obs_map的单个格栅边长或对角线长度;所述最大角度变化量θmax小于45°。

3.根据权利要求1所述的一种基于智能启发式算法的实时避障路径规划方法,其特征在于,在所述步骤2中,依据当前节点now位置(xnow,ynow)、now的父节点par位置(xpar,ypar),依据两节点位置确认当前航向θnow=arctan2(xnow-xpar,ynow-ypar),arctan2为反正切函数,当前节点基于当前航向,生成三个扩展节点son1,son2,son3,节点坐标通过下式进行计算:

4.根据权利要求1所述的一种基于智能启发式算法的实时避障路径规划方法,其特征在于,在所述步骤3中,基于close_index判断扩展节点son是否已存在于close_list中,若close_index[floor(xson),floor(yson)]=1,则扩展节...

【专利技术属性】
技术研发人员:屈重君马少先祁鸣东曹植程子锐
申请(专利权)人:中国航空工业集团公司西安飞行自动控制研究所
类型:发明
国别省市:

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