Aplicación del algoritmo A* basado en la búsqueda de prioridad de vecindario extendido en mapas de múltiples escenarios
Autores: You, Zhiyu; Shen, Keyu; Huang, Tao; Liu, Yongxin; Zhang, Xiaofeng
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Aplicación del algoritmo A* basado en la búsqueda de prioridad de vecindario extendido en mapas de múltiples escenarios
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Tradicional
Algoritmo A*
Planificación de rutas
Nodos de recorrido
Velocidad de búsqueda
ángulo de giro
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 30
Citaciones: Sin citaciones
La robustez del algoritmo A* tradicional de planificación de rutas es pobre debido a su excesivo número de nodos de recorrido, lenta velocidad de búsqueda y gran ángulo de giro. Con el objetivo de resolver los problemas mencionados, se propone un algoritmo A* adaptativo multi-escenario basado en la búsqueda de prioridad de vecindario extendido. Primero, este algoritmo diseña la función heurística que puede adaptarse a varios cambios de escena al cuantificar la información del mapa de la escena, y el peso de búsqueda se ajusta de manera adaptativa para mejorar la robustez y adaptabilidad del algoritmo. En segundo lugar, se adopta la estrategia de búsqueda basada en prioridad de vecindario extendido para mejorar la orientación del algoritmo, y se utiliza la estrategia de eliminación de nodos redundantes para suavizar la ruta y reducir el número de nodos recorridos y el ángulo de giro. Finalmente, se realizan pruebas de simulación en varios entornos de mapas representativos. Los resultados de las pruebas muestran que el algoritmo propuesto es superior al algoritmo A* tradicional debido a su mayor robustez y métricas de rendimiento significativamente mejoradas, con una reducción del 84.95% en el número de nodos de recorrido, una reducción del 83.84% en el número de nodos de ruta, una reducción del 62.28% en los puntos de giro en la ruta, una reducción del 77.38% en el ángulo total de giro y una reducción del 58.47% en el tiempo de búsqueda.
Descripción
La robustez del algoritmo A* tradicional de planificación de rutas es pobre debido a su excesivo número de nodos de recorrido, lenta velocidad de búsqueda y gran ángulo de giro. Con el objetivo de resolver los problemas mencionados, se propone un algoritmo A* adaptativo multi-escenario basado en la búsqueda de prioridad de vecindario extendido. Primero, este algoritmo diseña la función heurística que puede adaptarse a varios cambios de escena al cuantificar la información del mapa de la escena, y el peso de búsqueda se ajusta de manera adaptativa para mejorar la robustez y adaptabilidad del algoritmo. En segundo lugar, se adopta la estrategia de búsqueda basada en prioridad de vecindario extendido para mejorar la orientación del algoritmo, y se utiliza la estrategia de eliminación de nodos redundantes para suavizar la ruta y reducir el número de nodos recorridos y el ángulo de giro. Finalmente, se realizan pruebas de simulación en varios entornos de mapas representativos. Los resultados de las pruebas muestran que el algoritmo propuesto es superior al algoritmo A* tradicional debido a su mayor robustez y métricas de rendimiento significativamente mejoradas, con una reducción del 84.95% en el número de nodos de recorrido, una reducción del 83.84% en el número de nodos de ruta, una reducción del 62.28% en los puntos de giro en la ruta, una reducción del 77.38% en el ángulo total de giro y una reducción del 58.47% en el tiempo de búsqueda.