能耗优化的移动机器人路径规划方法

为满足移动机器人在能量有限的情况下实现实时避障和全局最优路径规划,提出了一种考虑能耗的融合改进A*算法与改进动态窗口法的路径规划方法。首先,考虑地面坡度、摩擦等因素,建立移动机器人能耗模型,优化A*评价函数,在兼顾最短距离与最小能耗的情况下规划出全局最优路径;其次,增加A*搜索邻域,优化A*搜索方向,提高搜索效率,利用共线点原则删除冗余节点,并提取关键节点作为改进动态窗口法的子目标点;最后,针对动态窗口法在复杂环境下灵活性较差的问题,引入移动机器人尺寸信息,以移动机器人轮廓和障碍物之间的距离作为碰撞约束影响因子,并增加最小转弯半径约束,保证移动机器人能够更精准无碰撞运动。仿真实验结果表明:与传统A*算法相比,所提出的融合路径规划方法可降低能耗43.88%,机器人在动态环境中能够有效避障,运动更加平顺。