Planificación de ruta de chasis de rueda mecanum basada en el algoritmo A* mejorado
Autores: Xu, Huimin; Yu, Gaohong; Wang, Yimiao; Zhao, Xiong; Chen, Yijin; Liu, Jiangang
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Planificación de ruta de chasis de rueda mecanum basada en el algoritmo A* mejorado
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Estudio
Invernadero
Planificación de ruta
Lidar
Algoritmo
Planificación de ruta
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 27
Citaciones: Sin citaciones
Este estudio se centra en la planificación de rutas en un invernadero estructurado, a diferencia de gran parte de la investigación previa que aborda aplicaciones en campos al aire libre. El prototipo consta principalmente de una rueda Mecanum impulsada de forma independiente, un módulo de medición lidar, una placa de control de microcomputadora de un solo chip y una computadora portátil. La recopilación de información ambiental y el mapeo se completaron en función de la conexión de lidar y computadora portátil. El algoritmo de planificación de rutas utilizado en este documento amplió el vecindario de búsqueda de 8 del algoritmo A* tradicional a un vecindario de búsqueda de 48, aumentando la dirección de búsqueda y mejorando la eficiencia de la planificación de rutas. El algoritmo de Floyd se integró para suavizar la ruta planificada y reducir los puntos de giro en la ruta. De esta manera, se podrían resolver los problemas del algoritmo A* tradicional (es decir, la lentitud en la velocidad de planificación de rutas y el alto número de puntos redundantes). Las pruebas mostraron que los puntos de giro, el tiempo de planificación de la ruta y la distancia del algoritmo mejorado fueron los más bajos. En comparación con el algoritmo A* tradicional de vecindario de búsqueda de 8, el punto de giro se redujo en un 50%, el tiempo de planificación se redujo en un 13,53% y la distancia de planificación se redujo en un 13,96%. Por lo tanto, el método mejorado del algoritmo A* propuesto en este documento mejora la precisión de la planificación de rutas y reduce el tiempo de planificación, proporcionando una base teórica para la navegación, inspección y construcción estandarizada de invernaderos en el futuro.
Descripción
Este estudio se centra en la planificación de rutas en un invernadero estructurado, a diferencia de gran parte de la investigación previa que aborda aplicaciones en campos al aire libre. El prototipo consta principalmente de una rueda Mecanum impulsada de forma independiente, un módulo de medición lidar, una placa de control de microcomputadora de un solo chip y una computadora portátil. La recopilación de información ambiental y el mapeo se completaron en función de la conexión de lidar y computadora portátil. El algoritmo de planificación de rutas utilizado en este documento amplió el vecindario de búsqueda de 8 del algoritmo A* tradicional a un vecindario de búsqueda de 48, aumentando la dirección de búsqueda y mejorando la eficiencia de la planificación de rutas. El algoritmo de Floyd se integró para suavizar la ruta planificada y reducir los puntos de giro en la ruta. De esta manera, se podrían resolver los problemas del algoritmo A* tradicional (es decir, la lentitud en la velocidad de planificación de rutas y el alto número de puntos redundantes). Las pruebas mostraron que los puntos de giro, el tiempo de planificación de la ruta y la distancia del algoritmo mejorado fueron los más bajos. En comparación con el algoritmo A* tradicional de vecindario de búsqueda de 8, el punto de giro se redujo en un 50%, el tiempo de planificación se redujo en un 13,53% y la distancia de planificación se redujo en un 13,96%. Por lo tanto, el método mejorado del algoritmo A* propuesto en este documento mejora la precisión de la planificación de rutas y reduce el tiempo de planificación, proporcionando una base teórica para la navegación, inspección y construcción estandarizada de invernaderos en el futuro.