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摘要
针对自动导引车（automated guide vehicle, AGV）在非协作移动障碍物环境下避障困难的问题，将复杂的动态障碍物环境下的AGV避障轨迹规划转化成了一个最优控制问题，建立了AGV的运动约束、避碰约束以及两点边界条件，以AGV的最终停止位置与期望位置的距离作为优化目标。提出并运用了一种“改进A*+直接配点”组合优化算法对最优控制问题进行求解。该算法在时间维度上，采用A*算法搜索出了路径成本最小的路径节点，并将这些节点作为最优控制问题的初始轨迹点；由于初始轨迹存在尖点，无法满足AGV的运动学约束，需要结合直接配点法进行优化，将最优控制问题离散成带约束的非线性规划问题，运用内点法进行寻优。通过算例，分别在单障碍物和多障碍物环境下，对提出的动态环境下AGV轨迹规划方案与算法进行了验证，结果显示：在单障碍物和多障碍物环境下，AGV外接圆和障碍物外接圆的最小圆心距分别为3.19 m和2.78 m,满足预设的安全距离要求，因此利用改进A*算法能有效搜索出一条无碰的初始轨迹。利用直接配点法优化的结果表明：优化后的轨迹在满足运动学约束的情况下与初始轨迹基本一致；另外，代价函数在每一时刻的梯度都是下降的且在结束时刻趋于平缓，因此，优化后的轨迹能在避开障碍物的同时向目标点逼近。
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