[发明专利]一种基于改进可视图构造的路径规划算法

权利要求书

1.一种基于改进可视图构造的路径规划算法，其特征在于：该算法在可视图的建立过程融入A^*算法的搜索中，步骤如下：

(1)初始化：对A^*算法搜索中Open表和Closed表进行初始化，将目标点G放入Open表中，将起始点S存放到Closed表中，定义f_x＝gn+hn+count×MAXDIST为评价函数，其中：MAXDIST表示访问过程中起始点到目标点可能存在的最大路径距离，gn+hn为在未被访问过的节点中选择值最小，即估计路径最短的节点扩展，gn表示起始节点到当前节点的实际路径长度，hn表示当前节点到目标节点的最短路径，count为记录当前节点的访问情况；

(2)取出最小评价函数值所对应的节点：用步骤1中最小评价函数值所对应的节点进行扩展；

(3)对步骤2节点的访问情况进行判断：即判断count值的情况，count＝1表示当前节点的所有可行的路径都已经判断过，不存在到目标点的路径，从而算法结束；

(4)根据步骤3节点信息查找路径：根据节点的状态分为2个不同分支执行，判断当前节点status的情况，当status＝0，跳转至步骤5，否则跳转至步骤6；

(5)根据步骤4探索上一节点到当前节点的路径：连接上一节点与当前节点，并将其连接的线段定义为穿越线，如果穿越线与障碍物无交点或该线为环境中已有的线段，则令status＝1；若之前不存在此线，将其添加到可视图中作为一条新的可视边，当此线与障碍物有交点时，以出入障碍物的两个点将障碍物划分为两部分，并以障碍物为探索区域，寻找两部分中距离穿越线最远的顶点；若这两个顶点在Closed表与Open表中并不存在，则将其加入Open表中，

OPEN(size+1)＝{P,node,prev,0,node,prev.gn+D_PP,D_PG,0}

式中：P为障碍物顶点，node为拓展节点，pre表示上一节点，D_pp为上一节点与点P的欧氏距离，D_PG为目标点G与点P的欧氏距离，然后将当前节点的访问次数加1；

(6)根据步骤4探索当前节点到目标点的路径：连接当前节点与目标点，并定义连线为穿越线，若该线以存在或者是一条可视线，则表明路径可行，即为所求的路径，若该线与障碍物存在交点，则将该节点从Open表移加到Closed表中，并将两个交点P_high和P_low添加到Open表中，

OPEN(size+1)＝{P,node,0,node.gn+D_CP,D_PG,0}式中：P为障碍物顶点，node为拓展节点，D_CP表示目标节点与顶点P间的欧式距离，D_PG表示目标点G与点P的欧式距离。

2.根据权利要求1所述一种基于改进可视图构造的路径规划算法，其特征是：该算法采用A^*启发式搜索算法，其中的Open表和Closed表设置如下：

Open(i)＝{pre,status,gn,hn,index,count}

Closed(i)＝{pre,gn,index}

其中，pre与status分别为上一节点与当前节点；index表示可视图中点的标记；gn与hn的作用与A^*算法中g(x)和h(x)的含义相同。

3.根据权利要求2所述的一种基于改进可视图构造的路径规划算法，其特征是：该算法采用的是以起始节点开始向外扩展的广度优先搜索策略，并且在向外扩展的同时加入权重系数，直到发现一条起点到终点的可行性路径，定义为：

f(x)＝g(x)+h(x)

其中，f(x)表示从初始节点经过当前节点到目标节点的最短路径的估计值，g(x)表示起始节点到当前节点的实际路径长度，h(x)为启发函数，表示当前节点到目标节点的最短路径。