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题名一种多无人机协同优先覆盖搜索算法
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作者
余翔
邓千锐
段思睿
姜陈
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机构
重庆邮电大学通信与信息工程学院
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出处
《系统仿真学报》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第4期991-1000,共10页
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基金
重庆市教委科学技术研究项目(KJQN202000615)。
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文摘
针对应急救援行动中存在的受灾区域大、重点区域分布不均匀、救援时间有限等问题,提出一种多UAV协同区域优先覆盖搜索算法。对搜索区域进行离散栅格化处理,根据灾情预估信息对搜索区域中的每个网格进行概率标记;通过K-means++聚类算法将搜索区域划分成大小相似、个数与UAV数量相等的子区域,依据聚类中心确定每个子区域的搜索起点,使多架UAV分区协同搜索整个区域;根据网格概率和当前距离之间的平衡关系计算出每个网格的分数,改进贪心算法,以此分数为基准在子区域中进行优先搜索和减少重复路径,引入A^(*)算法解决网格分数冗余问题。仿真结果表明:所提算法在保证优先搜索的同时缩短了路径长度和搜索时间,为应急救援中的搜索难题提供了一种有效的解决办法。
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关键词
多无人机
K-means++
区域划分
协同搜索
改进贪心算法
A^(*)算法
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Keywords
multi-UAVs
K-means++
regional segmentation
collaborative search
improved greedy algorithm
A^(*)algorithm
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分类号
TP391.9
[自动化与计算机技术—计算机应用技术]
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题名改进A^(*)算法和人工势场法的路径规划
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作者
余翔
姜陈
段思睿
邓千锐
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机构
重庆邮电大学通信与信息工程学院
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出处
《系统仿真学报》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第3期782-794,共13页
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基金
重庆市教委科学技术研究项目(KJQN202000615)。
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文摘
A^(*)算法存在折线路径多和搜索节点多的问题,人工势场(artificial potential field,APF)法存在局部最优和不可到达的问题,针对两种算法存在的问题进行了研究。利用欧氏距离与投影距离提出一种新的混合式启发函数,依据该函数对A^(*)算法的流程进行改进,减少A^(*)算法的搜索节点,提高搜索效率。利用新A^(*)算法生成的最优节点作为APF算法的局部目标点,辅助机器人摆脱局部最优点;通过加入机器人和目标点的位置关系改进势场函数,修改斥力的增益,优化斥力的生成方向。在改进的基础上将两种算法融合提出一种新的算法,利用APF法的势场函数引导A^(*)算法的搜索。从路径长度、避障效果、迭代次数对改进算法进行对比分析,仿真结果表明,提出的改进算法搜索效率高,实现避障的同时保证计算的路径最优。
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关键词
APF算法
A^(*)算法
路径规划
引力势场
斥力势场
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Keywords
artificial potential field(APF)algorithm
A^(*) algorithm
path planning
gravitational potential field
repulsive potential field
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分类号
TP391.9
[自动化与计算机技术—计算机应用技术]
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