[發明專利]一種基于優化的機器人A*避障路徑規劃方法

在審

• 申請號: 201810046969.0
• 申請日: 2018-01-18
• 公開（公告）號: CN108362291A
• 公開（公告）日: 2018-08-03
• 發明（設計）人: 黃攀峰;齊志剛;劉正雄;董剛奇;孟中杰;張夷齋;張帆
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: G01C21/24
• 分類號: G01C21/24
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 王鮮凱

1.一種基于優化的機器人A*避障路徑規劃方法，其特征在于步驟如下：

步驟1、采用改進A*路徑規劃算法計算出路徑：

a1：首先采用柵格法對環境進行建模，分成n×n×n個邊長為適當長度的立方體，然后以估價函數為每一個立方體賦值f(n)＝g(n)+h(n)，并計算f(n)、g(n)、h(n)值；所述環境為起始點至目標節點的一個立體空間；所述g(n)為起始點至當前節點的歐式距離；所述h(n)當前節點至目標節點的歐式距離；

a2：將起始點加入到Open鏈表中，并把起始點當作當前節點；

a3：將立方體中當前節點的26臨域加入Open鏈表中，并把當前節點作為其父節點；

在Open集中選f(n)值最小的節點作為當前節點；

并且將當前節點添加到Close鏈表中，且在Open鏈表中移除；

若終點添加到Open鏈表中即結束搜索，否則轉下一步驟；

a4：若當前節點的26臨域不在Open鏈表中時，將當前節點的26臨域加入Open鏈表中，并計算f(n)＝g(n)+h(n)中的f(n)、g(n)、h(n)值；若在Open鏈表中，重新計算g(n)值，若比先前g(n)值小，則更新g(n)值和父節點，重復步驟a 3；

將搜索過程中的當前節點設為搜索路徑，作為P_i集合為當前節點的位置坐標；

步驟2、采用優化算法進行路徑優化：

設P_i集合為原始的A*算法搜索到的路徑點，P_o為優化后的路徑節點，表達式如下：

為優化后節點的位置坐標；

優化過程如下：

b1：把加入到P_o集合中，作為路徑的起始、終止點，即為

b2：連接與若線段把視為采用碰撞檢測方法檢測是否與障礙物碰撞，若沒有碰撞則連接與否則轉到下一步驟；

b3：若與障礙物碰撞，則把加入到P_o集合，然后連接并且把視為返回步驟b2；

b4：當n＝a-1時，優化結束，若b＜a則優化節點序列為否則路徑節點序列為