[发明专利]一种基于改进的A*算法的路径规划方法

说明书

一种基于改进的A*算法的路径规划方法，属于无人驾驶路径规划领域。现有的路径规划方法存在无法应对各种情况以及因临时出现的动态障碍无法准确进行全局路径规划。一种基于改进的A*算法的路径规划方法，对采集的路况地图采用栅格法进行处理，得到栅格地图；之后，利用蚁群算法对A*算法进行优化和改进；之后，采用人工势场法进行局部路径规划，并针对人工势场法的局部极小值和目标不可达的缺点进行改进优化；之后，将改进A*算法与人工势场法相结合设计出混合路径规划算法，为后续的车辆路径规划提供合适的控制算法；之后，通过采用合适的路径规划算法，由系统自动规划出一条可行性路径，车辆按照该路径避开障碍物，从而准确、快速到达目标位置。

技术领域

本发明涉及一种路径规划方法，特别涉及一种基于改进的A*算法的路径规划方法。

背景技术

世界上其他国家对于车辆路径规划技术这方面的研究很早就已经开始了，因此他们对于取得的相关技术采取严格的限制与保密措施，防止技术被其他国家获取，尤其是对于我国更是在这方面进行了大力的限制。而我国，由于起步较晚，科技沉淀不深厚，也是落在国外后面。但是，我国在意识到这个方向研究的重要性以后，奋起直追，国家也是在这方面的研究给于了巨大的人力、财力、物力支持。整个社会，从企业到高校再到科研院所，形成了产学研一体化的研究模式，取得了巨大的成就，逐渐拉小了与发达国家在智能车研究领域的差距，有些方面甚至比他们做的更出色。

我国对于智能车这方面的研究在20世纪80年代才开始[13]。而且很多只是针对某个方面的一项关键技术进行研究，综合性不强。沈阳自动化所通过在AGV上引入埋线式技术，通过引导式手段来指引智能车进行导航[，它的原理便是通过电磁感应，来引导AGV车辆依照设定得到线路行径。虽然，导线式路径规划技术，灵活性低，规划效率不高，但该技术使车辆行驶达到了自动化，这是中国在智能车路径规划方面的探索研究。中科院自动化所研制的CASIA-1移动机器人通过将自身携带的红外传感器来探测障碍物信息，并将这些获得的信息进行融合处理以后，自主决定前进方向以及前进速度，从而躲避中途遇到的障碍物，快速、准确地到达目标位置。该款移动机器人广泛应用于图书馆、医院、会议展馆等公共场所。香港城市大学[16]研制出了能够自主导航的机器车及服务型的机器人，该款机器人通过路径规划技术可以自主到达指定位置后来完成一些任务。清华大学也积极开展了智能机器人的研究，主要成果是THMR(Tsinghua Mobile Robot)系列移动机器人，该移动机器人搭载的传感器主要是彩色摄像机以及激光雷达]。通过传感器可以将周围的环境信息采集下来经过处理来指导智能车行驶，就像人的两只“眼睛”一样。在获得环境信息以后，通过计算机的运算处理，将反馈信息传递给控制系统，进行智能车辆的路线规划，从而使自身顺利到达目标位置。

现有采用混合算法对路径进行规划，由于路径规划在实际应用中，环境往往是未知或者部分已知的，因此单一的全局路径规划无法应付各种情况。例如对于机场中分布的一些设备是已知的，机场车辆根据已知的信息规划出一条路径，从所在地点到目的地。但是如果临时出现一些动态障碍，此时就无法准确进行全局路径规划，导致车辆无法到达目标位置。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有的路径规划方法存在无法应对各种情况以及因临时出现的动态障碍无法准确进行全局路径规划的问题，而提出一种基于改进的A*算法的路径规划方法。

一种基于改进的A*算法的路径规划方法，所述方法是指对采集的路况地图采用栅格法进行处理，得到栅格地图；之后，利用蚁群算法对A*算法进行优化和改进；之后，采用人工势场法进行局部路径规划，并针对人工势场法的局部极小值和目标不可达的缺点进行改进优化；之后，将改进A*算法与人工势场法相结合设计出混合路径规划算法，为后续的车辆路径规划提供合适的控制算法；之后，通过采用合适的路径规划算法，由系统自动规划出一条可行性路径，车辆按照该路径避开障碍物，从而到达目标位置。

在本发明的一个优选的实施中，所述的将改进A*算法与人工势场法相结合设计出混合路径规划算法，具体包括：