基于改进混合A*算法的地下无人铲运机智能路径规划

作     者：杜青炎 任助理 马宏超 DU Qingyan;REN Zhuli;MA Hongchao

作者机构：河南大有能源股份有限公司河南三门峡472300 河南理工大学能源科学与工程学院河南焦作454003 

基　　金：河南省重点研发与推广专项(科技攻关)(222102220027) 

出 版 物：《有色金属（矿山部分）》 (NONFERROUS METALS(Mining Section）)

年 卷 期：2023年第75卷第2期

页      码：1-12页

摘      要：矿山无人铲运机自主定位导航是井下采矿装备智能化程度评价的重要指标,其中路径规划是铲运机自主行走的重要组成部分。而目前井下铲运机的规划路径多以巷道中心线为基础或难以执行,本文提出了一种适用于地下矿采场无人铲运机的混合A*算法进行出矿点到卸矿点的全局路径规划。首先分析了井下铲运机的运动模型,确定其路径规划参考点及车辆本身的数学结构关系,简化路径规划问题复杂度;其次针对铲运机作为非完整约束机器人,从栅格地图中当前点到目标点启发式函数构建以及子节点扩展方法两个方面设计了混合A*算法进行全局路径规划方法;最终采用地下矿采场中常见的五种巷道交岔口场景进行了路径规划试验分析,证明了以Dubins曲线、Reeds-Shepp曲线以及A*算法的启发式函数值中最大值作为该节点启发式函数的值进行混合A*算法搜索更新较为合理,能得到可以行驶的优化路径。为进一步推进井下铲运机无人化提供了理论基础,保证了规划路径的可执行性。

主 题 词：地下矿山 无人驾驶 铲运机 定位导航 A*算法 路径规划 

学科分类：081901[081901] 0819[工学-海洋工程类] 08[工学] 

D　O　I：10.3969/j.issn.1671-4172.2023.02.001

馆 藏 号：203120981...