融合A*算法与模型预测控制的海空协同动态路径规划方法
Integrated A* algorithm and model predictive control for sea-air coordinated dynamic path planning
江苏海洋大学 计算机工程学院, 江苏 连云港 222005
摘要
针对复杂海洋环境下海空协同路径规划效率低、实时性差及动态适应性不足的问题，提出一种融合新型A*算法与模型预测控制(MPC)的动态路径规划方法(A*-MPC)。首先，为无人船构建多约束路径优化模型，利用动态权重A*算法求解，实现洋流干扰下的路径规划；其次，为无人机构建时空优化模型，利用A*算法及扇区稀疏优化求解，获得三维路径规划；最后，采用分层MPC策略实现海空协同。仿真结果表明，所提算法在计算时间(0.5~2秒)、路径平滑度(指数9.24)和避障能力(碰撞风险3.7U)方面优于对比算法，路径长度缩短13.3%，平滑度提升59.3%，为动态海洋救援任务提供了高效、安全的决策支持。
基金项目
国家自然科学基金资助项目(12401679)
江苏省高等学校基础科学(自然科学)研究面上项目(23KJB520006)
江苏省大学生创新创业训练计划项目(SY202411641639006)
江苏海洋大学"海州湾"英才创新计划项目(PD2024026)
出版信息
DOI: 10.19734/j.issn.1001-3695.2025.07.0276
出版期卷: 《计算机应用研究》 优先出版, 2026年第43卷 第3期
发布历史
[2025-11-18] 优先出版
引用本文
李明, 李思润, 陈浩冉, 等. 融合A*算法与模型预测控制的海空协同动态路径规划方法 [J]. 计算机应用研究, 2026, 43 (3). (2025-11-18). https://doi.org/10.19734/j.issn.1001-3695.2025.07.0276. (Li Ming, Li Sirun, Chen Haoran, et al. Integrated A* algorithm and model predictive control for sea-air coordinated dynamic path planning [J]. Application Research of Computers, 2026, 43 (3). (2025-11-18). https://doi.org/10.19734/j.issn.1001-3695.2025.07.0276. )
关于期刊
- 计算机应用研究 月刊
- Application Research of Computers
-
刊号
ISSN 1001-3695
CN 51-1196/TP
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