基于地磁匹配辅助导航的改进A*算法路径规划

摘要：

针对水下无人航行器路径规划环境复杂、障碍物多、实际应用困难的问题,提出一种基于地磁匹配辅助导航的改进A*算法路径规划方法.给出了航行器机动性能约束的定义,包括航行时间约束、最大航程约束、转向角约束、障碍物碰撞约束.首先,优化A*算法的搜索方向,减少需要搜索的节点数量,提高路径规划效率;其次,用贪婪法搜索删除冗余节点,减少水下无人航行器的转弯次数;再次,在适应度函数中引入地磁信息熵,使路径按照地磁信息变化明显的区域规划,并利用MAGCOM地磁匹配算法进行验证;最后,设计了包含航行器机动性能约束、背景地磁信息、水底地形、水下威胁在内的对比仿真试验.结果表明:改进A*算法减少42.02％的路径长度和92.31％的转弯次数,且该路径具有良好的地磁匹配适应性,能够有效降低匹配径向误差和均方误差.

关键词：水下无人航行器、路径规划、约束模型、A*算法、信息熵、地磁匹配、相关分析、匹配误差

所属期刊栏目：44

分类号：TP273(自动化技术及设备)

资助基金：基础加强计划技术领域基金资助项目2019-JCJQ-JJ-050

在线出版日期：2023-11-17（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：696-703