A*算法改进算法及其应用

路径优化问题是现代生活和工作中的一个重要而复杂的问题,路径优化算法则是解决路径优化问题并推广应用路径优化问题的关键。在回顾Dijkstra算法和A^*算法的基础上,提出了A^*改进算法,并结合例子对算法求解过程进行说明。最后编程实现了Dijkstra算法、A^*算法和A^*改进算法,并对运行结果进行比较分析。     

融合简化稀疏A*算法与模拟退火算法的无人机航迹规划

针对无人机航迹规划问题,提出了一种融合简化稀疏A^*算法与模拟退火算法（Fusion of Simplified Sparse A^* Algorithm and Simulated Annealing algorithm,简称FSSA-SA）的航迹规划方法.首先,在对威胁环境进行建模之后,将模拟退火思想与具体航迹规划问题求解相结合,给出了模拟退火算法求解航迹规划问题的具体设计与实现方法.其次,利用简化的稀疏A^*算法在规划起止点之间进行一次往返搜索,并将所得结果中较优的一条航迹作为模拟退火算法的初始解,实现了两种算法的融合.然后,当退火进行至低温区时,通过对位置存在冗余的航迹节点的剔除,进一步改善了算法的求解质量.最后为了验证算法的优越性,将本文算法与稀疏A^*算法、模拟退火算法进行了仿真对比试验.试验结果表明,本文提出的FSSA-SA算法相比于上述两种算法,具有较少的规划耗时;相比于稀疏A^*算法,在所得航迹的综合代价相差不大的情况下,内存占用量少了两个量级;相比与模拟退火算法,在相同的退火条件下,其规划所得航迹的综合代价平均减少了35%左右.     

A*树搜索算法代价与误差关系的研究

本文对Ｐｅａｒｌ提出的Ａ^*算法所使用的可采纳性启发式函数ｈ的准确性和期望代价之间的精确关系的两个定理做了介绍，并提出和证明了为确保这两个定理正确性的附加条件．     

基于改进A*算法的无人机避障路径规划

近年来,物流行业的飞速发展,运输是物流的重要环节之一,根据数据显示,运输的成本占据整个物流成本的50%以上.无人机的使用有效的控制了运输成本,合理规划物流无人机的飞行路线,也起着至关重要的作用.在物流无人机的航迹规划中,必须保证无人机飞行过程中能够准确避开禁飞区.本文基于A^*算法,结合多种类型的禁飞区,设计出一种改进算法,能够找到任意两客户点间无人机避障飞行的最优路线.仿真结果表明,本文所设计的算法能够有效解决多类型禁飞区并存的无人机避障路径规划问题.     

基于改进A*算法的移动机器人路径规划

为了解决较大场景下A^*寻路算法存在的内存开销大、计算时间长等问题,本文在A^*算法的基础上,结合跳点搜索算法,提出一种改进的A^*算法．该算法通过筛选跳点进行扩展,直到生成最终路径,扩展过程中使用跳点代替A^*算法中大量可能被添加到OpenList和ClosedList的不必要节点,从而减少计算量．为了验证改进A^*算法的有效性,分别在不同尺寸的2维栅格地图中进行仿真,仿真结果表明,相比A^*算法,改进A^*算法在寻路过程中扩展更少的节点,寻路速度更快,且加速效果随环境地图的增大更加明显．最后将改进A^*算法应用于移动机器人Turtlebot2进行对比实验．实验结果表明,在生成相同路径的基础上,改进A^*算法的寻路速度较A^*算法提高了约200%,能够满足移动机器人路径规划的要求．     

足球机器人路径规划算法的研究及其仿真

研究足球机器人路径规划优化问题,足球机器人由于赛场情况千变万化,系统本身存在非线性,环境也具有时变性特点,要求机器人相互协作实时性要求高。结合足球机器人系统特点,提出一种蚁群算法的足球机器人路径规划算法。把每一只蚂蚁看作是一个机器人,蚂蚁根据信息素调整自己的前进方向,通过蚂蚁间的信息交流和相互协作快速找到一条最短的机器人运行无碰撞的路径。采用算法进行测试,结果表明,用蚁群算法较好地克服了局部最优的缺陷,获得最优路径,且无碰撞现象,符合足球机器人路径规划的实时性要求。     

足球机器人路径规划的PSO方法

研究足球机器人在已知静态环境下路径规划问题,在避障环境下寻求最优路径,提出了一种基于粒子群优化算法的足球机器人路径规划方法。为适应PSO算法的自身特点和提高算法搜索的效率,在传统栅格法的基础上引入实际坐标系法,对环境进行建模;为了更好地评价粒子（即解）的性能,在进行碰撞判定的基础之上,引入罚函数方法,克服了传统适应度函数难以更好地表达粒子性能的缺点。进行仿真的结果表明,该算法在足球机器人路径规划方面具有可行性、有效性和鲁棒性。     

足球机器人路径规划的 PSO 方法

研究足球机器人在已知静态环境下路径规划问题,在避障环境下寻求最优路径,提出了一种基于粒子群优化算法的足球机器人路径规划方法.为适应 PSO 算法的自身特点和提高算法搜索的效率,在传统栅格法的基础上引入实际坐标系法,对环境进行建模;为了更好地评价粒子(即解)的性能,在进行碰撞判定的基础之上,引入罚函数方法,克服了传统适应度函数难以更好地表达粒子性能的缺点.进行仿真的结果表明,该算法在足球机器人路径规划方面具有可行性、有效性和鲁棒性.     

基于文化萤火虫算法的足球机器人动态路径规划

提出一种基于文化算法框架的萤火虫优化算法,结合动态避障和滑模控制求解足球机器人动态路径规划问题,并利用数学定理证明算法的收敛性.根据足球机器人在比赛中承担任务的分工不同,分别对进攻和防守两种角色进行分析讨论,进攻时结合动态避碰的方法平滑和修正规划的路径;防守时通过滑模控制跟踪足球或对手机器人的轨迹,利用CFA算法进行整定优化滑模控制的参数,计算出机器人的运行速度和角速度.以足球机器人比赛实例进行测试,实验结果证实所提出算法无论对无碰撞危险还是有多个障碍物机器人碰撞危险等不同情况,都具备有效性和高效性.考察路径采样点数、种群数量和进化迭代次数等参数变化对收敛性能的影响,并将所提出算法与PSO和ACO等进化计算算法进行性能比较,验证了算法更容易搜索到全局最优解,有更好的收敛性能.     

自然地形环境下移动机器人的一种路径规划方法

本文给出了一种规划移动机器人在自然地形中运动的新方法，该方法利用ＮＵＲＢＳ曲面模拟自然地形地貌，以ＴｒｉｍｍｅｄＮＵＲＢＳ曲面描述带有障碍物或不可逾越区域的地形，在综合考虑机器人动力学、地形及障碍描述和曲面特性等各方面因素的情形下，运用测地线的概念和计算方法以及Ａ＊搜索算法，获得了在自然地形环境下任意两点间的距离最短路径和时间最优路径，所有的路径均由ＮＵＲＢＳ曲线表示，实验结果表明，该方法在性能与效率上均十分令人满意．     

一种基于A*算法的虚拟力场避障导航算法

针对传统A＊算法在实际应用中需要所有的节点信息,算法忽略车身实际宽度的问题,提出了基于A＊算法同时结合使用虚拟力场法的避障导航算法。该改进算法解决了 A＊算法在实际应用中存在的问题,也避免了单独使用虚拟力场法存在的容易陷入局部极小点、在目标点附近有障碍物时无法到达以及摆动剧烈的问题。仿真实验验证了新算法的有效性,实验结果表明该算法拓宽了原有算法的使用范围并且提高了无人车实时路径导航的能力。     

基于改进的A*算法与动态窗口法的移动机器人路径规划

提出了一种改进的A^*算法与动态窗口法相结合的混合算法,以解决移动机器人在多目标复杂环境中的路径规划问题．首要,为了提升算法的运行效率,实现单次规划的路径可通过多个目标点,同时提升路径平滑处理的灵活性并满足移动机器人非完整约束条件,本文利用目标成本函数对所有目标进行优先级判定,进而利用改进的A^*算法规划一条经过多个目标点的最优路径,同时采用自适应圆弧优化算法与加权障碍物步长调节算法,有效地将路径长度缩短5%,转折角总度数降低26.62%．其次,为实现移动机器人在动态复杂环境中局部避障并追击动态目标点．提出将改进动态窗口算法与全局路径规划信息相结合的在线路径规划法,采用预瞄偏差角追踪法成功捕捉移动目标点,并提升了路径规划效率．最后,对所提方法进行仿真实验,结果表明该方法能够在复杂动态环境中更有效地实现路径规划．     

基于柱状空间和改进A*算法的无人机规避方法

针对无人机避障问题,提出了基于改进A~*算法和柱状空间的无人机规避方法。首先,根据无人机飞行区域的障碍物分布情况,建立飞行区域的柱状空间;然后将障碍物对无人机的影响引入到估价函数中,重新设计启发函数;最后将基于柱状空间和改进A~*算法的无人机规避方法应用于无人机的规避中,并对规划的路径进行平滑处理。仿真结果表明,该算法能够有效地实现无人机的规避。     

人工势场法在足球机器人路径规划中的应用

针对目前人工势场法在足球机器人比赛平台中应用的一些不足和缺陷,综述了人工势场法原理和几种不同的势函数表示方法,阐述了目前国内外对该方法的各种改进算法和与其他方法相结合的应用;在分析足球机器人比赛平台动态不确定性特点的基础上,重点研究人工势场法在足球机器人比赛平台中的应用和改进,此基础上分析和总结了各种方法的优缺点和目前存在的问题,提出对今后工作的几点展望和下一步工作方向.     

足球机器人动态路径规划方法研究

针对机器人足球系统的高度实时性、不确定性,提出了一种基于统计预测的路径规划方法,该方法考虑到障碍物的速度大小和方向的不确定性,用数学统计的方法对障碍物的运动进行建模;机器人在运动过程中,根据得到的环境信息在机器视觉范围内建立预测窗口和避障窗口,在预测窗口内,机器人根据障碍物的信息建立障碍物的预测区域,在避障窗口内,机器人根据自身的位置与障碍物的预测区域,分别调用切线法或滚动窗口法进行路径规划;该方法属于局部路径规划方法,机器人在移动过程中需要不断更新环境信息来进行避障.     

基于扩散方程的改进型路径搜索算法在机器人足球中的应用

通过对扩散方程基本理论的研究,提出一种基于扩散方程的路径搜索法。在深入研究传统扩散方程路径搜索方法优缺点的基础上,进一步提出基于扩散方程的改进型路径搜索算法,并将其用于机器人足球的运动路径规划。通过仿真机器人足球实验表明该算法可行且有效。