基于采矿车动力学分析的改进A^*算法全局路径规划

陈昱衡¹，吴鸿云¹，郭旭²，陈英皞³，陈秉正¹

1. 长沙矿山研究院有限责任公司2. 中南大学机电工程学院3. 中南大学数学与统计学院

摘 要：为了在综合考虑时间和路程代价下规划一条用于多金属结核采矿车避障的最优路径,提出了一种改进的A^*算法的全局路径规划。基于采矿车越坡的动力学分析,计算不同坡度的越坡时间,构建体现多金属结核矿区独特地形元素的模拟栅格地图。引入参数a^*,传统A^*算法的代价函数g（k）被改进为距离代价函数和时间代价函数的加权和。采用曲线拟合法和多余节点删除法避免了折弯处的45°急转从而平滑路径。仿真结果表明,通过选择合适的参数a^*,改进A^*算法可以规划出综合考虑时间和路程代价的平滑避障路径。以越坡数和路径消耗为评价指标,得到了改进A*算法代价函数中参数a*的最优取值为0<a^*≤0.01。

关键词：海底采矿车;改进A^*算法;路径规划;动力学分析;多金属结核;