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A*算法、ARA*算法与经典路径搜索算法的对比

以实际物流AGV运行环境为实际背景,经典最短路径搜索算法如迪杰特斯拉算法,在搜索AGV最短路径源节点与目标节点时,算法实现的思路是在一层层的向外扩展,没有方向,也没有优劣。以距离为条件,一层层向外蔓延。一直到搜索到目标节点为止,算法结束。求解出的最短路径信息即是所需要求解的路径规划信息。

A*算法在经典路径搜索算法上增加了评估条件,或者说代价,或者说评估公式:h(n)=f(n)+g(n),其中f(n)表示当前节点已经走过的路径长度,g(n)表示当前节点距离目标节点的路径长度。通过对每个节点进行评价,以一个评估公式来评价当前遍历到的所有节点的优劣,选出最优的节点,以此让算法求解超着代价最优的方向进行。相当于给了算法一个方向,让算法知道哪个方向更加趋近与目标点。

ARA*算法通过多次调用WA*算法实现,WA*算法通过加重g(n)在评估公式中的权重,采用公式h(n)=f(n)+eg(n)(e>1)让算法以更快的速度趋近于目标点。算法思路为:设定算法求解时间,首先在相对宽松的条件下规划出一条次优路径,然后在设定时间内不断对路径进行优化,直到求解出的路径信息最优,或者设定时间结束。优势在于加快了算法向目标节点靠近的速度,同时保证算法求解时间不超过预期。

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