Planificación de trayectorias de robots móviles basada en el algoritmo A-Star con restricciones cinemáticas y el algoritmo de fusión DWA
Autores: Liu, Yanjie; Wang, Chao; Wu, Heng; Wei, Yanlong
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Planificación de trayectorias
Algoritmos
Algoritmo de fusión
Algoritmo A*
Enfoque de Ventana Dinámica
Movimiento de robots
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 21
Citaciones: Sin citaciones
La investigación de planificación de rutas ha sido clave para la tecnología de navegación de robots móviles. Sin embargo, los algoritmos tradicionales de planificación de rutas tienen algunas deficiencias. Para resolver estos problemas, este documento propone un algoritmo de fusión que combina el algoritmo A* con restricciones cinemáticas y el algoritmo Dynamic Window Approach (DWA). El algoritmo A* con restricciones cinemáticas puede planificar la ruta global, y luego el algoritmo DWA puede planificar la ruta local bajo la guía de la ruta global. En primer lugar, combinado con la cinemática del robot, mejoramos el método de expansión de nodos y el modelo de función heurística del algoritmo A*, lo que mejora la eficiencia de búsqueda, reduce el número de curvas en la ruta y disminuye el costo computacional para que la ruta generada por el algoritmo A* se ajuste mejor a las necesidades del movimiento del robot. En segundo lugar, optimizamos la función de evaluación de trayectorias del algoritmo DWA para que las rutas locales planificadas por el algoritmo DWA sean más suaves y coherentes, lo que facilita la ejecución del movimiento del robot. Finalmente, extraemos los nodos clave de la ruta global planificada por el algoritmo A* para guiar al algoritmo DWA en la planificación de rutas locales y la evasión de obstáculos dinámicos y hacer que la ruta local se acerque a la ruta global. A través de simulaciones y experimentos prácticos, se verifica la efectividad del algoritmo de fusión propuesto en este documento.
Descripción
La investigación de planificación de rutas ha sido clave para la tecnología de navegación de robots móviles. Sin embargo, los algoritmos tradicionales de planificación de rutas tienen algunas deficiencias. Para resolver estos problemas, este documento propone un algoritmo de fusión que combina el algoritmo A* con restricciones cinemáticas y el algoritmo Dynamic Window Approach (DWA). El algoritmo A* con restricciones cinemáticas puede planificar la ruta global, y luego el algoritmo DWA puede planificar la ruta local bajo la guía de la ruta global. En primer lugar, combinado con la cinemática del robot, mejoramos el método de expansión de nodos y el modelo de función heurística del algoritmo A*, lo que mejora la eficiencia de búsqueda, reduce el número de curvas en la ruta y disminuye el costo computacional para que la ruta generada por el algoritmo A* se ajuste mejor a las necesidades del movimiento del robot. En segundo lugar, optimizamos la función de evaluación de trayectorias del algoritmo DWA para que las rutas locales planificadas por el algoritmo DWA sean más suaves y coherentes, lo que facilita la ejecución del movimiento del robot. Finalmente, extraemos los nodos clave de la ruta global planificada por el algoritmo A* para guiar al algoritmo DWA en la planificación de rutas locales y la evasión de obstáculos dinámicos y hacer que la ruta local se acerque a la ruta global. A través de simulaciones y experimentos prácticos, se verifica la efectividad del algoritmo de fusión propuesto en este documento.