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题名融合RVO和路径规划的塔机动态避障算法
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作者
陈应霞
卫明明
汪勇
万正龙
刘蕙绮
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机构
长江大学计算机科学学院
湖北江汉建筑工程机械有限公司
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出处
《安全与环境学报》
北大核心
2025年第7期2643-2655,共13页
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基金
荆州市揭榜领题项目(2024Z17001)。
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文摘
为了避免塔式起重机(简称塔机)在施工作业中发生碰撞事故,提出了一种基于互惠速度障碍法(Reciprocal Velocity Obstacles, RVO)的塔机动态避障算法。该算法在构建的三维空间中随机布置多台塔机,并为每台塔机分配独立的任务以保证任务分工的灵活性,然后将传统的RVO算法扩展到三维空间,对每台塔机的吊钩进行最优运动路径规划以避免吊钩与常规障碍物发生碰撞,最后将复杂的三维空间降维至二维空间,并根据吊钩与塔机各部件的关联规则设计出一系列避障策略,以确保每个塔机能够在期望速度下实现安全作业。仿真结果表明,所提的算法在复杂环境中能够有效地规划每个塔机的作业路径,实现了塔机与障碍物,以及塔机与塔机之间的安全避让。
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关键词
安全工程
塔式起重机
互惠速度障碍法
路径规划
动态避障
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Keywords
safety engineering
tower crane
reciprocal velocity obstacle
path planning
dynamic obstacle avoidance
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分类号
X943
[环境科学与工程—安全科学]
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题名RVO-DDPG算法在多UAV集结航路规划的应用
被引量：1
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作者
杨秀霞
高恒杰
刘伟
张毅
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机构
海军航空大学岸防兵学院
海军航空大学作战勤务学院
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出处
《计算机工程与应用》
CSCD
北大核心
2023年第1期308-316,共9页
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基金
山东省自然科学基金(ZR2020MF090)。
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文摘
针对传统智能优化算法处理不确定复杂环境下多UAV集结航路规划存在计算量大、耗时长的问题,提出了一种基于互惠速度障碍法(reciprocal velocity obstacle,RVO)的深度确定性策略梯度(deep deterministic policy gradient,DDPG)算法。引入互惠速度障碍法指导UAV对不确定环境内障碍进行避碰,有效提高了目标actor网络的收敛速度,增强了算法的学习效率。设计了一种基于综合代价的奖励函数,将多UAV航路规划中的多目标优化问题转化为DDPG算法的奖励函数设计问题,该设计有效解决了传统DDPG算法易产生局部最优解的问题。基于Pycharm软件平台通过仿真验证了该算法的性能,并与多种算法进行对比。仿真实验表明,RVO-DDPG算法具有更快的决策速度和更好的实用性。
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关键词
无人机
航路规划
编队集结
深度确定性策略梯度算法(DDPG)
互惠速度障碍法(RVO)
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Keywords
unmanned aerial vehicle(UAV)
route planning
formation assembly
deep deterministic policy gradient(DDPG)
reciprocal velocity obstacle(RVO)
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分类号
V249.1
[航空宇航科学与技术—飞行器设计]
TP39
[自动化与计算机技术—计算机应用技术]
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题名多个无人飞行器协同避障及避碰研究
被引量：4
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作者
杨秀霞
华伟
孟启源
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机构
海军航空大学控制工程系
海军航空大学研究生管理大队
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出处
《兵器装备工程学报》
CAS
2017年第10期113-116,共4页
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基金
航空科学基金资助项目(20135584010)
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文摘
在多个无人飞行器(UAV)进行避障时,各个UAV通常将其他UAV当作移动障碍物进行处理,忽略了其他UAV也会根据自身传感器获知的周围环境信息做出相应的避障机动,规划出的UAV避障路径不可避免出现震颤,针对这一问题,提出了一种基于互惠速度障碍法的避障算法。避障时,不需UAV之间进行通信,每个UAV独立进行同样的避障决策,计算量少,实时性好,能够满足多UAV在线避障的要求。仿真结果验证了本方法的可行性和有效性。
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关键词
多UAV
协同避碰
互惠速度障碍法
在线避障
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Keywords
multi-Unmanned Aerial Vehicles
coordinated collision avoidance
reciprocal velocityobstacle
online obstacle avoidance
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分类号
V249.1
[航空宇航科学与技术—飞行器设计]
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