基于改进人工势场-A^(*)算法的核辐射环境路径规划

作     者：邱朦文 张华 周怀芳 QIU Mengwen;ZHANG Hua;ZHOU Huaifang

作者机构：西南科技大学绵阳621010 特殊环境机器人技术四川省重点实验室绵阳621010 

出 版 物：《辐射研究与辐射工艺学报》 (Journal of Radiation Research and Radiation Processing)

年 卷 期：2022年第40卷第6期

页      面：51-59页

核心收录：

学科分类：082704[工学-辐射防护及环境保护] 08[工学] 0827[工学-核科学与技术] 

基　　金：四川省科技计划资助项目(2021YFG0376) 

主　　题：转运机器人 核辐射环境 人工势场 A^(*)算法 路径规划 

摘      要：为加强转运机器人在核辐射环境下的路径规划应用,本文针对传统A^(*)算法缺乏周围环境对路径影响的问题,引入了核辐射环境下人工势场的思想对A^(*)算法评价函数进行改进,通过加入辐射源斥力函数、障碍物斥力函数以及目标点引力函数计算出栅格中受到的合力,以此让规划的路径远离周围障碍物;并对A^(*)算法的距离代价改为吸收辐射剂量代价,以及对启发式函数引入了核辐射环境下适用的动态系数,使得算法在搜索过程中有自适应权重对路径产生影响。MATLAB仿真实验表明:改进后的A^(*)算法与传统A^(*)算法相比核辐射剂量降低了52.11%~55.29%,与其他改进算法相比搜索节点数下降了34.67%~46.19%,且与辐射源和周围障碍物始终保持安全距离,具有较好的实现效果,验证了算法的有效性和优越性。