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Un algoritmo de planificación de trayectorias de UGV basado en A* mejorado con un campo de potencial artificial mejorado

Autores: Meng, Xianchen; Fang, Xi

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2024

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Acceso abierto

Artículo científico
2024

Un algoritmo de planificación de trayectorias de UGV basado en A* mejorado con un campo de potencial artificial mejorado


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Eléctrica y Electrónica

Palabras clave

Vehículos terrestres no tripulados
Evasión de obstáculos
Algoritmo A*-APF
Búsqueda bidireccional
Suavizado de trayectoria
Evasión de obstáculos dinámicos

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 39

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Apuntando al problema de la difícil evasión de obstáculos para vehículos terrestres no tripulados (UGVs) en entornos dinámicos complejos, se propone en este artículo un algoritmo A*-APF mejorado (algoritmo BA*-MAPF). Abordando los desafíos del algoritmo A* relacionados con caminos largos, nodos en exceso y falta de suavidad, el algoritmo BA*-MAPF integra una estrategia de búsqueda bidireccional, aplica interpolación para eliminar nodos redundantes y utiliza curvas cúbicas B-spline para suavizar caminos. Para corregir los problemas del algoritmo APF tradicional relacionados con la optimización local y la evasión de obstáculos dinámicos ineficaz, el algoritmo BA*-MAPF revisa la función de campo gravitacional incorporando un factor de distancia y ajusta finamente la función de campo repulsivo para variar con la distancia. Este ajuste asegura una reducción en la fuerza gravitacional a medida que aumenta la distancia y modera la fuerza repulsiva cerca de los obstáculos, facilitando una planificación de ruta local más efectiva y una navegación dinámica de obstáculos. A través de nuestro análisis experimental, se ha validado que el algoritmo BA*-MAPF supera significativamente a los métodos existentes en la planificación óptima de rutas y la evasión de obstáculos dinámicos, mejorando notablemente la eficiencia de planificación de rutas en diversos escenarios.

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