[发明专利]一种基于改进可视图构造的路径规划算法在审

专利信息
申请号: 201810069336.1 申请日: 2018-01-24
公开(公告)号: CN108268042A 公开(公告)日: 2018-07-10
发明(设计)人: 薛俊韬;李凯宇 申请(专利权)人: 天津大学
主分类号: G05D1/02 分类号: G05D1/02
代理公司: 天津才智专利商标代理有限公司 12108 代理人: 王顕
地址: 300072*** 国省代码: 天津;12
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摘要: 发明公开了一种基于改进可视图构造的路径规划算法,该算法在搜索过程借助A*算法向目标点进行扩展,当起点和目标点之间没有障碍物时,可视为两点之间存在可达的可视线,将其添加到A*算法的Open表中,若之间存在障碍物,则根据连线向障碍物顶点进行搜索,将其最近的两个顶点加入拓展表中,直至搜索出一条可行路径。该算法由函数初始化和路径搜索两部分组成,第一步分:在初始化过程中分别记录起点和终点,并将障碍物的可视边考虑到可视图中;第二步分:在对路径进行搜索时从起点向外扩展,构建穿越线,从而完成路径的搜索。本发明有益效果:有效的结合了可视图和A*算法,在地图构建和搜索上效率较高,时间复杂度较小,具有很强的可行性。
搜索关键词: 算法 障碍物 搜索 路径规划算法 目标点 初始化过程 时间复杂度 有效的结合 地图构建 可行路径 路径搜索 搜索过程 初始化 构建 可视 连线 改进 视线 穿越 记录 拓展
【主权项】:
1.一种基于改进可视图构造的路径规划算法,其特征在于:该算法在可视图的建立过程融入A*算法的搜索中,步骤如下:(1)初始化:对A*算法搜索中Open表和Closed表进行初始化,将目标点G放入Open表中,将起始点S存放到Closed表中,定义fx=gn+hn+count×MAXDIST为评价函数,其中:MAXDIST表示访问过程中起始点到目标点可能存在的最大路径距离,gn+hn为在未被访问过的节点中选择值最小,即估计路径最短的节点扩展,gn表示起始节点到当前节点的实际路径长度,hn表示当前节点到目标节点的最短路径,count为记录当前节点的访问情况;(2)取出最小评价函数值所对应的节点:用步骤1中最小评价函数值所对应的节点进行扩展;(3)对步骤2节点的访问情况进行判断:即判断count值的情况,count=1表示当前节点的所有可行的路径都已经判断过,不存在到目标点的路径,从而算法结束;(4)根据步骤3节点信息查找路径:根据节点的状态分为2个不同分支执行,判断当前节点status的情况,当status=0,跳转至步骤5,否则跳转至步骤6;(5)根据步骤4探索上一节点到当前节点的路径:连接上一节点与当前节点,并将其连接的线段定义为穿越线,如果穿越线与障碍物无交点或该线为环境中已有的线段,则令status=1;若之前不存在此线,将其添加到可视图中作为一条新的可视边,当此线与障碍物有交点时,以出入障碍物的两个点将障碍物划分为两部分,并以障碍物为探索区域,寻找两部分中距离穿越线最远的顶点;若这两个顶点在Closed表与Open表中并不存在,则将其加入Open表中,OPEN(size+1)={P,node,prev,0,node,prev.gn+DPP,DPG,0}式中:P为障碍物顶点,node为拓展节点,pre表示上一节点,Dpp为上一节点与点P的欧氏距离,DPG为目标点G与点P的欧氏距离,然后将当前节点的访问次数加1;(6)根据步骤4探索当前节点到目标点的路径:连接当前节点与目标点,并定义连线为穿越线,若该线以存在或者是一条可视线,则表明路径可行,即为所求的路径,若该线与障碍物存在交点,则将该节点从Open表移加到Closed表中,并将两个交点Phigh和Plow添加到Open表中,OPEN(size+1)={P,node,0,node.gn+DCP,DPG,0}式中:P为障碍物顶点,node为拓展节点,DCP表示目标节点与顶点P间的欧式距离,DPG表示目标点G与点P的欧式距离。
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