一种基于A*算法改进的AGV路径规划方法与流程

文档序号:22342390发布日期:2020-09-25 18:14阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种基于a*算法改进的agv路径规划方法,其特征在于,包括以下步骤:

步骤s1,对a*算法的估计启发函数h(n)进行改进,增加了估计启发函数包含的信息;

步骤s2,对a*算法的数据结构和存储方式采用优先队列储存数据的方式,对改进a*算法中open列表根据堆序性使用最小二叉堆进行优化;

步骤s3,对a*算法的节点的扩展方式进行改进;

步骤s4,对a*算法中agv的运动遇障处理进行改进。

2.根据权利要求1所述的一种基于a*算法改进的agv路径规划方法,其特征在于:步骤s1中,基于仓储环境模型,对估计启发函数h(n)进行改进,采用如下式(1)所示的估计启发函数h(n)处理多agv的路径规划:

其中,d为切比雪夫距离d=|xd-xn|+|yd-yn|,m、n分别表示路径nn1和路径nn2上的运行agv的数量,当m、n都为0且α为1时,即为单agv的a*路径规划算法。

3.根据权利要求1所述的一种基于a*算法改进的agv路径规划方法,其特征在于:步骤s2中,为了提高a*算法的搜索效率,采用优先队列的方式进行数据的存储,不同于一般的队列,优先队列总是将当前队列中的最大或最小元素出队,优先队列的实现常选用二叉堆,考虑到a*算法在搜索过程中总是从open表中选取最小评价值的节点进行节点扩展,将优先队列这一数据结构应用于a*算法,根据堆序性,获取最小评价值节点的时间复杂度仅为o(1),可以提高a*算法的搜索效率。

4.根据权利要求1所述的一种基于a*算法改进的agv路径规划方法,其特征在于:步骤s2中,对改进a*算法中open列表根据堆序性使用最小二叉堆进行优化的步骤为:

步骤(1),初始化open表、closed表和初始节点s:建立open表和closed表,将起始节点s存入open表,open表采用优先队列这一数据结构存放刚生成的节点s,并对优先队列按照与原行驶方向相同的节点最优进行重排序,closed表存放已经被扩展或者将要被扩展的节点;

步骤(2),判断与起始节点相连接的节点集p中是否包含目标节点e:如果是,则将节点e移入closed表中,算法规划成功;如果否,则将节点集p中的所有节点移入open表,将节点s移入closed表中;

步骤(3),按照评价函数f(n)的值对open表中的所有节点进行排序;

步骤(4),将排序后open表的第一个节点作为下一个被扩展的节点n并移入closed表中,将与节点n相连接且不在closed表中的节点存入open表,重复步骤(4),直到open表中有目标点;

步骤(5),如果在agv的运动过程中发生故障或者遇到障碍物,更新环境地图并以当前节点作为路径规划的起始节点s,跳转至步骤(2)。

5.根据权利要求4所述的一种基于a*算法改进的agv路径规划方法,其特征在于:步骤s3中,如果某节点n的多个后继节点具有相同的评价值f(n),优先选择与原行驶方向相同的节点进行扩展,减少agv行驶路径的转向次数;如果该节点n仍存在多个相同评价值f(n)的后继节点,优先选择open表中靠前的节点进行扩展。

6.根据权利要求1所述的一种基于a*算法改进的agv路径规划方法,其特征在于:步骤s4,在agv的运动过程中发生故障或者遇到障碍物时,更新环境地图并以当前节点作为路径规划的起始节点s。

7.根据权利要求6所述的一种基于a*算法改进的agv路径规划方法,其特征在于:步骤s4中,使用rfid以及光电信号传感器对自身和障碍物的位置进行定位。

8.根据权利要求1所述的一种基于a*算法改进的agv路径规划方法,其特征在于:步骤s1中,对仓储环境模型选用拓扑建模法进行建模。


技术总结
本发明公开了一种基于A*算法改进的AGV路径规划方法,包括改进了A*算法的估计启发函数,改进了A*算法的数据结构和存储方式,改进了A*算法的节点的扩展方式,改进了A*算法中AGV的运动遇障的解决方法。本发明涉及AGV路径规划技术领域,具体是提供了一种通过对传统A*算法的分析,提出了新的估计启发函数,改进了传统A*算法的数据结构和存储方式,还对A*算法运行速度慢,AGV发生故障或遇到障碍等问题给出了解决方法,改进了节点的扩展方式,程序运行时间也有所减少,算法运行速度快,减少了AGV的转向次数,且适用于多AGV和有障碍的环境,也提高了整个仓储系统的运行效率的基于A*算法改进的AGV路径规划方法。

技术研发人员:杜振华;王阳;李宋顺;黄炎焱;周俊玮;乔心路;何新
受保护的技术使用者:南京理工大学
技术研发日:2020.06.19
技术公布日:2020.09.25
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