基于能效准则的改进三维A^*智能桥式起重机路径规划研究

摘要

智能、绿色、节能、高效已成为起重机等大型物料搬运设备发展的必然趋势.针对传统三维A^*算法存在规划效率低，路径拐点多，面对目标点被障碍物包围时路径复杂度增加等问题，文中提出一种基于能效准则的三维A^*路径规划算法.通过优化扩展方向，由26个搜索方向取舍至11个，提高了搜索效率；通过关键点选取策略，删除冗余节点，减少了路径拐点；通过对评价函数进行改进并引入高度影响因子，降低了路径复杂度.仿真结果表明，改进后的三维A^*算法搜索效率、拐点数以及评价值明显优于传统三维A^*算法.最后，在改进的三维A^*算法基础上，引入时间、路径长度、路径拐点数的能效评价指标对多方案进一步优化得出最佳方案，随着目标位置增高，最优路径吊装高度也随之增高.

关键词

节能 / 高效 / 桥式起重机 / 路径规划 / 改进三维A^*

基金资助

国家自然科学基金资助项目（52105269); 太原科技大学研究生教育创新项目（XCX212049）