基于元胞自动机与改进A*算法的砾石土摊铺实时监控作业路径规划

作者：焦铮; 王佳俊; 王晓玲^*; 崔博; 佟大威; 关涛

来源：水利学报, 2021, 52(02): 203-214.

DOI：10.13243/j.cnki.slxb.20200734

• 砾石土摊铺
• 元胞自动机
• 混合路径规划
• *算法" name="keyword">A*算法
• 实时监控

砾石土摊铺是心墙堆石坝施工的重要环节,其厚度和平整度是表征摊铺质量的关键指标。然而,现有的摊铺作业路径规划高度依赖人工经验,存在主观性强的缺陷,因而摊铺质量难以得到有效控制。针对上述问题,本研究提出了一种基于元胞自动机与改进A*算法的砾石土摊铺实时监控作业路径规划方法。该方法通过改进A*算法中的轨迹距离度量函数并引入避障冗余距离优化全局路径的规划和选取,同时结合质量评价函数优化局部动态路径规划方法,从而实现摊铺作业全局-局部混合路径规划。此外,通过建立砾石土摊铺质量元胞自动机模型,将施工机械的实时监控数据转化为仓面各网格的质量信息,实现质量信息的实时更新。工程应用表明,本研究提出的方法在保证施工效率的前提下,能够控制摊铺厚度在0.27 m左右,有效避免超厚超薄现象的发生,且平整度相较人工提高了22.6%。

• 单位
  天津大学; 水利工程仿真与安全国家重点实验室