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空天技术2025年第02期:基于改进A-star的无人机路径规划算法

来源:期刊VIP网 时间:


作者:王建园;符洋;陈金宝;王松超;

单位:南京航空航天大学航天学院;上海卫星装备研究所;

摘要:为降低无人机在拒止条件下的规划路径长度,并保证无人机的安全飞行,提出了一种基于改进A-star的路径规划算法。该算法在进行轨迹规划时不再完全依赖于A-star算法进行搜索,而是在充分利用最小化Snap算法规划速度较快的基础上,通过引入B样条曲线增加轨迹的控制点,最终通过改进A-star算法将控制点推离障碍物得到最终轨迹。不考虑障碍物的最小化Snap算法减少了路径搜索的时间,而通过将控制点推离障碍物的改进A-star算法得到了一条平滑的轨迹,克服了拒止条件下无人机路径规划时间慢和传统A-star算法包含许多尖锐拐点的缺点。仿真结果表明,在简单障碍物环境中,该算法在生成路径的平滑度和路径长度都优于A-star算法;在复杂障碍物环境中,该算法在收敛速度和生成路径的时间和路径长度方面都优于Fast-planner算法。在安全性方面,所提出的算法在自主导航中的成功率明显高于传统A-star算法的成功率。

关键词:拒止条件;;路径规划;;最小化Snap;;B样条曲线;;改进A-star

基金资助:国家自然科学基金企业创新发展联合基金集成项目(U21B6002);; 上海航天科技创新基金(SAST2023-006)