基于通行性分析的分層越野路徑規(guī)劃方法

閆星宇，杜偉偉，石 昊

（北方自動控制技術(shù)研究所，太原 030006）

0 引言

在戰(zhàn)場環(huán)境下，機(jī)動部隊(duì)在避險(xiǎn)行進(jìn)、野外行進(jìn)、隱蔽行進(jìn)等機(jī)動任務(wù)中，需要完成野外環(huán)境下幾十乃至上百公里的大范圍地域越野路徑規(guī)劃。相對于傳統(tǒng)的有路網(wǎng)路徑規(guī)劃，越野路徑規(guī)劃需要處理大量環(huán)境信息，如坡度限制、地表覆蓋及地面起伏程度等，在面臨大范圍地域的野外路徑規(guī)劃問題時，會面臨數(shù)據(jù)量激增，計(jì)算量過大的挑戰(zhàn)。因此，研究大范圍地域越野條件下機(jī)動車輛的路徑規(guī)劃方法，對戰(zhàn)場環(huán)境下的部隊(duì)執(zhí)行機(jī)動任務(wù)具有重要意義。

由于越野路徑規(guī)劃計(jì)算量較大，為了解決實(shí)時性問題，常使用縮小搜索空間的啟發(fā)式算法進(jìn)行規(guī)劃。A*算法屬于啟發(fā)式搜索算法的優(yōu)化算法，其算法建立在Dijkstra和BFS算法基礎(chǔ)上，是一種廣泛使用的路徑規(guī)劃算法。范林林等設(shè)計(jì)了以通行速度為估價(jià)函數(shù)的A*算法，多維考慮了地貌因素對車輛越野行車速度的影響，但環(huán)境建模時選取的柵格較大，無法準(zhǔn)確衡量柵格的通行性能。吳天羿等設(shè)計(jì)了考慮坡度和粗糙度約束的A*路徑優(yōu)化算法；王坤等設(shè)計(jì)了基于禁忌表的越野路徑規(guī)劃算法，充分考慮了野外地理環(huán)境對車輛通行能力的影響，但存在處理數(shù)據(jù)過多，時效性下降的問題。

盡管目前越野路徑規(guī)劃方法和傳統(tǒng)道路路徑規(guī)劃方法相比較，能夠考慮環(huán)境因素對機(jī)動車輛機(jī)動能力的影響，但詳盡的環(huán)境數(shù)據(jù)分析使路徑規(guī)劃數(shù)據(jù)量過大，在處理大范圍地域的部隊(duì)野外機(jī)動業(yè)務(wù)時，會因?yàn)樘幚頂?shù)據(jù)過多、計(jì)算量過大而無法保持時效性。……