基于改进A^(*)和内螺旋算法的林草火灾救援路径规划

作     者：王万富 王琢 刘佳鑫 刘林 WANG Wan-fu;WANG Zhuo;LIU Jia-xin;LIU Lin

作者机构：东北林业大学机电工程学院黑龙江哈尔滨150040 东北林业大学林业人工智能研究院黑龙江哈尔滨150040 

出 版 物：《消防科学与技术》 (Fire Science and Technology)

年 卷 期：2022年第41卷第8期

页      面：1138-1142页

学科分类：082804[工学-农业电气化与自动化] 08[工学] 0828[工学-农业工程] 0838[工学-公安技术] 

基　　金：中央高校基本科研业务费专项资金项目(2572019CP21) 黑龙江省自然科学基金项目(TD2020C001) 

主　　题：林草火灾救援 全自动化智能巡检机器人 A^(*)算法 内螺旋算法 火点热辐射 

摘      要：在机器人奔赴火场的路径规划过程中,针对传统的A^(*)算法在火灾救援过程中存在的遍历节点数和转弯次数过多的问题,提出改进的A^(*)算法。该算法在启发函数中加入加权曼哈顿距离以提高算法的运行效率,引入惩罚函数和奖励因子减少机器人在火场奔赴过程中的转弯次数。到达火场后需要对该火场区域进行遍历,研究中基于火点热辐射原理,采用内螺旋算法对火场进行梯度式靠近,以减少高温对于巡检机器人运行性能的影响。仿真实验结果表明,与传统的A^(*)算法相比,改进的A^(*)算法可以有效减少奔赴火场过程中的遍历节点数和转弯次数,提高了巡检机器人的运行效率,在遍历火场的过程中,内螺旋算法可以以较高的覆盖率遍历火场区域。