基于改进A*+RDP算法的无人艇回坞路径规划方法

作者：张美燕; 杨庆生; 蔡文郁

来源：传感技术学报, 2022, 35(11): 1506-1512.

• 无人艇
• 自动回坞
• 路径规划
• 改进A*算法

针对无人艇(Unmanned Surface Vessel, USV)自动回坞时高效路径规划等任务需求，提出了一种基于改进A*算法的无人艇回坞路径规划方法。在传统A*搜索算法基础上增加船艏角度偏差因素和碰撞避免等约束条件，结合拉默-道格拉斯-普克(Ramer-Douglas-Peucker, RDP)算法规划出优化的全局路径。建立航迹最短和推力变化率(Snap)最小的多约束优化模型，推导Snap最优时Bezier曲线构造方法，以满足回坞曲线连续性和运动约束。仿真实验结果表明，相比于传统A*和RRT(Rapidly-exploring Random Tree)算法，所提出的改进A*+RDP算法规划的路径长度平均缩短了约4%～9%,而且路径规划计算量较低。曲线插值的平滑轨迹满足无人艇的运动学约束，适用于无人艇自动回坞路径规划任务。

• 单位
  浙江水利水电学院; 杭州电子科技大学