Improved A* Algorithm for Path Planning of Spherical Robot Considering Energy Consumption

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作者
H. Y. Ge,Zhanfeng Ying,Zhihua Chen,Wei Zu,Chunzheng Liu,Yong Jin
出处
期刊:Sensors [Multidisciplinary Digital Publishing Institute]
卷期号:23 (16): 7115-7115 被引量:3
标识
DOI:10.3390/s23167115
摘要

Spherical robots have fully wrapped shells, which enables them to walk well on complex terrains, such as swamps, grasslands and deserts. At present, path planning algorithms for spherical robots mainly focus on finding the shortest path between the initial position and the target position. In this paper, an improved A* algorithm considering energy consumption is proposed for the path planning of spherical robots. The optimization objective of this algorithm is to minimize both the energy consumption and path length of a spherical robot. A heuristic function constructed with the energy consumption estimation model (ECEM) and the distance estimation model (DEM) is used to determine the path cost of the A* algorithm. ECEM and DCM are established based on the force analysis of the spherical robot and the improved Euclidean distance of the grid map, respectively. The effectiveness of the proposed algorithm is verified by simulation analysis based on a 3D grid map and a spherical robot moving with uniform velocity. The results show that compared with traditional path planning algorithms, the proposed algorithm can minimize the energy consumption and path length of the spherical robot as much as possible.

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