一种改进的带权重跳点搜索路径规划算法

简介：
本研究提出了一种改进的带权重跳点搜索（WHS）路径规划算法，通过优化节点选择和路径评估策略，显著提升了复杂环境下的导航效率与准确性。 为解决非结构化复杂场景下基于搜索的寻路算法中存在的计算时间长、路径非最优等问题，在跳点搜索（Jump Point Search, JPS）算法的基础上，提出了一种带权重的跳点搜索（Weighted Jump Point Search, wJPS）算法。WJPS算法改进了启发式函数，并采用非传统的距离表达方式，最终实现了在保证全局路径最短的同时降低了计算时间。为了验证wJPS算法的有效性，设计了多种非结构化复杂场景地图，对A*、JPS和wJPS算法在寻路时间、扩展点数和路径长度三个方面进行了对比。实验结果显示，在复杂环境中，相比A*算法和JS算法，WJPS算法能生成最短的路径，并且利用JPS跳点搜索中寻找拓展节点的策略，能够实现毫秒级别的规划，满足智能体对路径规划层的要求。此外，wJPS算法采用微分平坦法对生成的路径点进行曲线拟合，使智能体的运动轨迹更加平滑。