路径诱导系统中双向启发式A*算法研究

针对实际城市交通路网最优路径规划中存在的计算效率问题,研究了最优路径算法的快速实现技术,提出了一种双向启发式A*诱导算法。在分析经典Dijkstra算法和A*启发式搜索算法的基础上,利用双向A*算法分解搜索空间,采用完全二叉堆结构来实现计算过程中数据的存取,从而提高了算法的执行效率。实际路网仿真结果证明了该算法的优异性能。     

一种改进的分层路网的路径规划算法应用

为了提高路径规划效率,提出一种改进的分层路网的路径规划算法。首先,城市路网进行分层处理,以经典A*算法为核心,在高层路网上使用改进机制,评估函数做相应调整,然后,对其权值设置上下限阈值,提高算法的搜索精度及搜索效率。实验结果表明,规划的路径并非Dijkstra算法的最短,但是改进的算法使快速路段所占比例达90%以上,实际运行最优。     

基于 A* 算法与自适应分片的大规模最优路径规划

路径规划引擎是在线地图系统中一个至关重要的部分,静态路径规划算法是重中之重。现有的对A*算法的改进主要是通过预处理算法,对路网数据进行静态分层预处理,其效率过低。文章提出了一种自适应分层的思想,同时对A*算法的启发式函数进行改进,引入了方向引导函数,使得A*算法在日常路网上的可用性有了较大的提高。实际的路网实验表明,提出的算法的搜索效率、效果均优于同类算法,与标准层次A*算法相比,文章算法的搜索空间降低为原来的42%,搜索时间仅为原来的13%。     

动态拓扑网络最短路径启发式算法

针对动态拓扑网络的最优路径规划中存在的问题,研究了最短路径搜索算法的快速实现技术,提出了一种启发式快速最优路径规划算法.在分析经典迪杰斯特拉最短路径搜索算法和A*启发式搜索算法的基础上,利用椭圆曲线参数设定启发函数初始值,进一步缩小搜索范围.采用二叉堆结构来实现路径计算过程中优先级队列的一系列操作,从而提高了算法的执行效率.仿真试验结果表明该算法具有良好的性能.     

启发式最优航迹规划算法数据结构的改进研究

结合航迹规划多约束条件的实际,改进了启发式A*系列算法的流程及数据结构,将A*算法中的OPEN表映射到CLOSED表中,提出一种装箱式方法管理CLOSED表,提高了对重复节点的查找效率,解决了并行A*算法中维护CLOSED表时存在的数据访问冲突问题,使得算法更加适用于实现并行多核编程。采用最小二叉树的方式管理OPEN表,克服了采用传统链表排序耗时、二叉堆数组容量有上界的缺点。仿真结果表明,改进的算法无论在单线程还是多线程并行解算以及搜索效率上都远远高于传统的A*系列算法。     

基于Silverlight网页游戏的寻径优化算法

为了解决A*路径搜索算法在Silverlight网页游戏中的搜索费时和路径曲折等问题,在结合光线跨越算法和引入父结点指针的二叉堆存储开启列表的A*算法的基础上,提出了一种基于Silverlight网页游戏的寻径优化算法。该算法在现有研究的基础上使用光线跨越算法减小A*算法搜索规模,同时将动态关键点技术与光线跨越算法结合来优化算法返回的路径。将该算法在游戏所使用的网格地图中进行实验,实验结果表明,该算法能够有效地根据系统设定的通行条件寻找出一条最优的实际可行的路径,同时缩短寻路的时间消耗和所寻的路径长度,提高游戏的可玩性。     

游戏中寻找路径的改进算法

通过分析A*算法,设计并实现用索引数组和二叉堆表示开放列表的A*改进算法。该算法与用索引数组表示的开放列表相比,可以节省约11%的运行时间。     

A*算法的改进及其在移动端游戏中的运用

本文依据A*算法的特点分析了影响A*效率的因素,通过分析二叉堆的特点并且结合实际应用情况,在A*算法中引入二叉堆算法,以此达到提高A*算法效率的目的。实验结果最后证明了基于二叉堆的A*算法比初始的A*具有更快的执行速度。     

基于数据存储改进的HH算法研究

在路径规划算法中,针对HH算法搜索阶段采用的Dijkstra算法效率较低的问题,采用改进的A*算法进行搜索,基于A*算法中数据存储的方式不同,通过最小二叉堆进行存储排序改进算法,仿真分析得到改进的HH算法在空间效率和时间效率上都得到了提升.     

一种基于道路网络层次拓扑结构的分层路径规划算法

鉴于平面最短路径算法应用于大规模网络规划中的效率不高,而分层算法引入"分而治之"策略,则能有效解决此难题。为了利用分层算法进行路径规划,首先研究了分层算法的数据基础——道路网络层次拓扑结构,其涉及基于道路等级的路网分层抽象、道路数据分区组织、以区域为单位的路网层次拓扑关系模型;接着提出了一种适用于LBS(基于位置的服务)的分层路径规划算法。该算法先通过距离值判断是否切换到上一层;然后利用启发式A*算法搜索入口和出口;最后使用双向策略搜索层内两点之间的最短路径。利用现实道路网络进行的实验分析结果表明,该算法能从本质上提高大规模网络中路径规划的效率。     

大规模AGV的改进时间窗路径规划

在机器人路径规划中,A*算法搜索路径时存在大量冗余节点,随着任务量增加,其搜索效率也会急剧下降,因此无法适应大规模任务下的路径规划。为此提出一种改进时间窗的有界次优A*算法用于求解大规模自动导引车（automatic guided vehicle,AGV）路径规划问题。算法使用时间启发式,并在搜索过程中采用时空搜索,规划无冲突的最优或次优路径。算法主要进行了三处改进：采用时间启发式,缩短了路径时间;采用动态时间窗算法,避免多次路径规划;优化了聚焦搜索算子,降低负反馈。通过MATLAB实验结果证明改进后的算法在进行多机器人路径规划时,能快速有效地规划出无冲突的平滑次优路径,搜索效率高,稳定性强。     

L* Algorithm—A Linear Computational Complexity Graph Searching Algorithm for Path Planning

The state-of-the-art graph searching algorithm applied to the optimal global path planning problem for mobile robots is the A* algorithm with the heap structured open list. In this paper, we present a novel algorithm, called the L* algorithm, which can be applied to global path planning and is faster than the A* algorithm. The structure of the open list with the use of bidirectional sublists (buckets) ensures the linear computational complexity of the L* algorithm because the nodes in the current bucket can be processed in any sequence and it is not necessary to sort the bucket. Our approach can maintain the optimality and linear computational complexity with the use of the cost expressed by floating-point numbers. The paper presents the requirements of the L* algorithm use and the proof of the admissibility of this algorithm. The experiments confirmed that the L* algorithm is faster than the A* algorithm in various path planning scenarios. We also introduced a method of estimating the execution time of the A* and the L* algorithm. The method was compared with the experimental results.     

基于分层道路网络的新型路径规划算法

为了降低路径规划算法的搜索空间,同时使得规划的结果更加合理,提出一种分层路径规划算法．该算法利用道路网络中道路的不同等级特性对路网进行分层处理,构造分层搜索策略,达到加快路径规划速度的目的．结合路径规划算法在实时车辆导航系统中的实际应用,给出了该算法的一个应用实例．实验结果表明,该算法能将路网中任意两点间的最短路径解算时间控制在1s之内．     

基于改进A*算法的移动机器人路径规划研究

A*算法广泛应用于移动机器人路径规划中，而传统A*算法在寻路时，普遍存在搜索时间较长、效率低下等问题，因此，采用双向搜索的方式，对传统A*算法加以改进，该算法在路径规划过程中，可同时进行正反向路径搜索，同时采用正反向搜索交替机制，保证了最终目标节点搜索在连线中点区域内相遇，从而缩短了寻路计算时间。在MATLAB平台上，针对改进后的A*算法进行仿真实验，结果证明，双向A*算法减少了规划时间，且可生成最优路径。最后，将该算法应用到基于开源机器人操作系统的Turtlebot2移动平台上，进行现场实验，实验结果表明，双向A*算法减少了寻路计算时间，从而使得路径搜索效率得到显著提升，且规划路径合理，满足路径规划要求。     

三维分层航迹规划算法研究与仿真

针对传统A*算法在飞行器航迹规划过程中产生节点较多,搜索时间较长等缺点,提出了一种改进的A*算法.该算法采用分层思想,将局部规划与全局规划相结合,并对代价函数进行了改进,在保证航迹优化的基础上,提高了搜索效率.仿真结果表明,运用该算法能够规划出符合工程应用的飞行器航迹.     

一种改进的机器人滚动路径规划算法

研究了复杂未知环境下移动机器人的路径规划问题,旨在解决当机器人具有相当大的可视半径时,传统的滚动规划算法在解决路径规划问题时效率不高的问题。提出了一种局部规划中采用改进的A*算法的滚动规划算法。该算法引入一种二叉堆数据结构来存储局部规划待考察的节点,通过减少局部寻优中比较的次数来提高搜索的速度。仿真结果表明,该算法在解决这类路径规划问题时,能显著提高路径规划的效率,对其他的路径规划算法也有重要的借鉴意义。