基于改进A*算法的地下无人铲运机导航路径规划

摘要

提出一种基于改进A*算法的铰接式地下铲运机导航路径规划方法.针对地下铲运机的铰接结构,采用按铰接角扩展节点的方法,使扩展节点符合铲运机的轨迹特性;针对巷道狭窄,易于发生碰撞的问题,在估价函数中引入了碰撞威胁代价,避免铲运机与巷道壁发生碰撞.通过仿真试验分析比较了传统A*算法和所提出的改进A *算法的搜索性能,验证了改进A*算法可提高搜索效率.通过多组试验参数比较表明,当碰撞代价加权系数为0.2时,可以得到在避免碰撞情况下的最短路径.最后在实验室环境下实现了无人铲运机的路径规划及轨迹跟踪.跟踪结果表明,采用所提出的算法规划的导航路径,符合铲运机的结构特性,使跟踪误差保持在0.2m之内,同时也可使铲运机不与巷道发生碰撞,实现安全行驶,验证了所提方法的可行性和实用性.