[發(fā)明專利]一種基于改進A*算法和貝塞爾曲線的全局路徑規(guī)劃方法在審

申請?zhí)枺?/td>	202110024447.2	申請日：	2021-01-08
公開（公告）號：	CN112683278A	公開（公告）日：	2021-04-20
發(fā)明（設計）人：	金世俊;柴引引	申請（專利權）人：	東南大學
主分類號：	G01C21/20	分類號：	G01C21/20;G01C21/34;G05D1/02;G01S17/931
代理公司：	南京眾聯(lián)專利代理有限公司 32206	代理人：	蔣昱
地址：	210096 ***	國省代碼：	江蘇;32
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摘要：
搜索關鍵詞：	一種基于改進算法貝塞爾曲線全局路徑規(guī)劃方法
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【權利要求書】：

1.一種基于改進A*算法和貝塞爾曲線的全局路徑規(guī)劃方法,其特征在于，具體包括以下步驟：

步驟S1：利用激光雷達傳感器采集的環(huán)境信息建立柵格地圖，每個柵格被標記為可行區(qū)域或障礙區(qū)域，并給定路徑規(guī)劃的起始點S和目標點G；

步驟S2：引入動態(tài)調整因子μ優(yōu)化代價函數f(N)；

步驟S3：將搜索鄰節(jié)點范圍擴大為24鄰域，執(zhí)行改進的A*算法，找出最優(yōu)路徑；

步驟S4：去除路徑中的共線節(jié)點；

步驟S5：利用貝塞爾曲線對路徑進行平滑處理。

2.根據權利要求1所述的一種基于改進A*算法和貝塞爾曲線的全局路徑規(guī)劃方法，其特征在于：所述步驟S2具體包括以下過程：

引入動態(tài)調整因子μ優(yōu)化代價函數f(N)：

f(N)＝g(N)+μ·h(N)

其中，(x_S,y_S)為起始點S坐標，(x_N,y_N)為當前節(jié)點N坐標，(x_G,y_G)為目標點G坐標；g(N)表示起始點S到當前節(jié)點N的實際移動代價函數；h(N)表示當前節(jié)點N到目標點G的估計移動代價，通常將h(N)稱為啟發(fā)函數。

3.根據權利要求1所述的一種基于改進A*算法和貝塞爾曲線的全局路徑規(guī)劃方法，其特征在于：所述步驟S3具體包括以下過程：

S3.1分別構建開放列表OPEN表和關閉列表CLOSE表，其中OPEN表存放待檢測節(jié)點，CLOSE表存放檢測過或者不需要檢測的節(jié)點，并將起始節(jié)點放入OPEN表；

S3.2遍歷OPEN表，查找代價函數f值最小的節(jié)點作為要處理的當前節(jié)點N，并將當前節(jié)點N從OPEN表刪除，添加到CLOSE表；

S3.3對當前節(jié)點N的24鄰域搜索可行鄰節(jié)點，跳過已在CLOSE表中的節(jié)點。當前節(jié)點N的24鄰域即當前節(jié)點N的下一個可到達節(jié)點的區(qū)域，可表示為(x±2，y±2)，x為當前節(jié)點在柵格地圖中的橫坐標，y為當前節(jié)點在柵格地圖中的縱坐標；

S3.4判斷當前節(jié)點N的鄰節(jié)點是否為目標點G，若是，從目標點開始逐步追蹤父節(jié)點，直至達到起始點，連線這些節(jié)點即為找到的路徑，若否，則進行以下步驟；

S3.5若鄰節(jié)點在OPEN表中，判斷經由當前的節(jié)點的實際移動代價函數g值是否更小，若是，則將當前節(jié)點設為其父節(jié)點，并更新代價函數f值；若鄰節(jié)點不在OPEN表中，則將其加入OPEN表，并將當前節(jié)點設為其父節(jié)點；

S3.6循環(huán)步驟S3.2至S3.5，直到找到最優(yōu)路徑。

4.根據權利要求1所述的一種基于改進A*算法和貝塞爾曲線的全局路徑規(guī)劃方法，其特征在于：所述步驟S4具體包括以下過程：

對于路徑中相鄰的三個節(jié)點N_i-1,N_i,N_i+1的坐標分別為(x_i-1,y_i-1)，(x_i,y_i)和(x_i+1,y_i+1)，節(jié)點N_i-1到節(jié)點N_i的斜率K₁為(y_i-y_i-1)/(x_i-x_i-1),節(jié)點N_i到節(jié)點N_i+1的斜率K₂為(y_i+1-y_i)/(x_i+1-x_i)，若K₁與K₂相等，則三個節(jié)點共線，去掉共線節(jié)點N_i，否則不做處理。