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
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
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.
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.