基于改进A*算法结合势场法的路径规划方法的研究

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近年来,随着我国民航的飞速发展,机场的吞吐量持续走高,给机场的运营带来了巨大的挑战,对于大型机场复杂的机场布局,仅仅依靠人工决策引导车的路径规划已经满足不了机场效率的要求。目前每个路径规划算法都存在着一定程度的局限性和缺陷,无法满足实际需求。因此通过对原有算法改进使其运用到实际引导车路径规划中提高机场效率具有重大的研究价值。本文采用全局与局部相结合的方法为引导车提供路径规划。首先针对机场环境采用A*算法进行全局路径规划,通过增加安全阈值、去除冗余节点及贝塞尔曲线对传统算法存在安全性低、冗余节点多、转折角度大、规划路径长的问题进行改进;其次针对引导车行驶过程中临时出现的动态或静态障碍物,采用势场法进行局部路径规划,通过增加逃逸力、改进斥力势场函数对其进行改进;再次将两种算法相结合设计出混合路径规划算法,满足实际机场环境中为引导车路径规划的实际需求;最后为机场人员设计一个引导车路径规划系统软件。通过实验进行对比分析,改进后的A*算法与传统算法相比规划出的路径长度减少了8.81%,路径转折次数减少了61.89%,规划出的路径更平滑;改进后的势场法在局部路径规划时克服了局部最小值和目标点不可达的问题;引导车采用混合路径规划算法在机场路径规划中可以及时避开动态和静态障碍准确到达目标位置。同时设计的路径规划系统软件可以更好地为机场服务人员查看引导车的状态,为驾驶人员提供最优的行驶路径,提高机场的管理和服务的效率。
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