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基于改进Bi-RRT和A*的月面行走混合路径规划

姚博涵 周晴 江源源

姚博涵, 周晴, 江源源. 基于改进Bi-RRT和A*的月面行走混合路径规划[J]. 空间科学学报. doi: 10.11728/cjss2025-0129
引用本文: 姚博涵, 周晴, 江源源. 基于改进Bi-RRT和A*的月面行走混合路径规划[J]. 空间科学学报. doi: 10.11728/cjss2025-0129
Hybrid Lunar Walking Path Planning Based on Improved Bi-RRT and A*[J]. Chinese Journal of Space Science. doi: 10.11728/cjss2025-0129
Citation: Hybrid Lunar Walking Path Planning Based on Improved Bi-RRT and A*[J]. Chinese Journal of Space Science. doi: 10.11728/cjss2025-0129

基于改进Bi-RRT和A*的月面行走混合路径规划

doi: 10.11728/cjss2025-0129

Hybrid Lunar Walking Path Planning Based on Improved Bi-RRT and A*

  • 摘要: 针对复杂月面环境下宇航员安全行走路径规划问题,提出了一种基于改进双向快速探索随机树(Bidirectional Rapidly-exploring Random Tree, Bi-RRT)和改进A*的混合路径规划算法。首先,在复杂月面地形中采用基于障碍物密度动态调整目标偏向策略的Bi-RRT算法,快速生成初始可行路径,有效应对了大规模搜索空间下的计算挑战。然后,对初始可行路径进行形态学膨胀操作构建搜索空间,为精细路径优化提供有效引导。最后,在此搜索空间内应用多约束加权融合A*算法进行精细路径规划,重点平衡能耗、风险、光照条件等多项指标。实验结果表明,在真实月面地形数据下,本文混合路径规划算法在多约束平衡优化方面表现优异,与现有路径规划方法相比能够在路径长度、成功率、代谢能耗、风险规避、光照条件等多个指标间取得良好平衡。该方法兼具Bi-RRT快速探索和多约束加权A*精确优化的双重优势,有效提升了复杂月面地形下路径规划的效率与质量,为宇航员月面行走提供了更高效可靠的解决方案。
     

     

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出版历程
  • 收稿日期:  2025-07-28
  • 录用日期:  2025-12-24
  • 修回日期:  2025-12-04
  • 网络出版日期:  2026-04-30

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