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一种基于改进动态窗口法的无人艇路径规划方法
1
作者 刘钊 罗辰汉 +1 位作者 陈阳 张明阳 《中国航海》 北大核心 2025年第2期80-90,共11页
为提升无人艇路径规划在复杂海洋环境中的适用性,克服路径规划算法在动态环境中存在的运行效率低下问题,提出一种基于改进动态窗口法(DWA)的无人艇路径规划方法。首先,根据无人艇的初始位置和目标位置确定目标水域范围,将水域进行栅格... 为提升无人艇路径规划在复杂海洋环境中的适用性,克服路径规划算法在动态环境中存在的运行效率低下问题,提出一种基于改进动态窗口法(DWA)的无人艇路径规划方法。首先,根据无人艇的初始位置和目标位置确定目标水域范围,将水域进行栅格化建模;其次,计算风、浪、流对无人艇产生的作用力,并结合无人艇质量将其转化为加速度,进而形成海洋环境影响下的无人艇运动学模型;接着,运用Fossen动力学模型,确定无人艇的线加速度和角加速度的最大值,从而得到无人艇的实际可达速度集合;最后,综合考虑航向、安全距离和速度要素,运用自适应权重调整算法改进DWA,规划无人艇路径。以舟山群岛附近水域为试验环境,以无人艇“智鲲”号为试验船舶,进行仿真试验验证模型的可靠性。结果表明:相较于对比算法,所提出的算法在运行时间、仿真步长、艏向的变化幅度、速度的变化幅度以及规划路径的长度等方面表现更优。改进DWA规划出的路径能更好地保障无人艇安全、快速地到达目的地,可为无人艇的自主航行性能提升和高效利用提供参考。 展开更多
关键词 无人艇 动态窗口算法 路径规划 海洋环境
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基于蚁群-动态窗口法的无人驾驶汽车动态路径规划
2
作者 郑琰 席宽 +2 位作者 巴文婷 肖玉杰 余伟 《南京信息工程大学学报》 北大核心 2025年第2期256-264,共9页
针对传统路径规划算法在无人驾驶汽车应用中搜索效率低、距离较长和路径不平滑的问题进行改进,使用改进蚁群算法最优路径的关键节点替代动态窗口法的局部目标点,并在动态窗口法评价函数中加入目标距离评价子函数,提高路径规划的效率和... 针对传统路径规划算法在无人驾驶汽车应用中搜索效率低、距离较长和路径不平滑的问题进行改进,使用改进蚁群算法最优路径的关键节点替代动态窗口法的局部目标点,并在动态窗口法评价函数中加入目标距离评价子函数,提高路径规划的效率和平滑性,同时采用路径决策方法解决全局路径失效问题,使车辆摆脱障碍困境,满足路径规划安全性的要求.改进后的蚁群算法利用起止点的位置信息使初始信息素分布不均匀,减少搜索初期阶段的时间消耗;通过维护全局最优路径和强化优秀局部路径的信息素浓度,优化信息素更新机制,提高路径探索效率;对规划路径进行二次优化,优化节点和冗余转折点,减少路径长度.仿真结果表明,相比传统路径规划算法,利用本文提出的融合算法所得到的路径在距离、平滑度和收敛性方面都具有更好的表现,且符合无人驾驶汽车安全行驶的要求. 展开更多
关键词 路径规划 蚁群算法 动态窗口法 动态避障 融合算法
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融合改进A*和动态窗口法的无人机路径规划
3
作者 贺勇 侯体成 曾子望 《机械科学与技术》 北大核心 2025年第9期1668-1676,共9页
为了解决传统A*算法搜索效率低、路径不平滑、不具备避障能力等问题,结合A*和动态窗口法,提出具有全局引导的双层规划G-DWA*算法。首先,定义障碍物覆盖率模型,动态调整A*算法启发函数的权重系数,设计视线算法提取路径关键点。然后,引入... 为了解决传统A*算法搜索效率低、路径不平滑、不具备避障能力等问题,结合A*和动态窗口法,提出具有全局引导的双层规划G-DWA*算法。首先,定义障碍物覆盖率模型,动态调整A*算法启发函数的权重系数,设计视线算法提取路径关键点。然后,引入折扣因子改进动态窗口法的原始评价子函数,并提出新的速度平滑和轨迹相似度评价指标。最后,将改进A*算法提取的关键路径节点作为改进动态窗口法的中间引导点,同时计算每个引导点的作用范围,为局部规划提供全局引导。实验结果表明,G-DWA*算法可以明显提升无人机自主路径规划的快速性、平滑性,能在全局最优的基础上,规避未知障碍物,能更好地满足军事等复杂规划任务的要求。 展开更多
关键词 无人机 A~*算法 动态窗口法 路径规划
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基于通道动态窗口法的避障方法
4
作者 刘春玲 刘佳昕 郭楷文 《计算机应用研究》 北大核心 2025年第2期501-506,共6页
针对移动机器人在复杂室内环境下的局部路径规划算法会面临躲避动态障碍物效率低、绕路及不能抵达目标点的问题,提出了一种解决室内路径规划的通道动态窗口算法。该方法选用基于密度的应用噪声空间聚类算法(DBSCAN)先对障碍物分割,在相... 针对移动机器人在复杂室内环境下的局部路径规划算法会面临躲避动态障碍物效率低、绕路及不能抵达目标点的问题,提出了一种解决室内路径规划的通道动态窗口算法。该方法选用基于密度的应用噪声空间聚类算法(DBSCAN)先对障碍物分割,在相邻障碍物之间建立通道,并将生成的通道离散化生成一系列的通道点。通过设计的通道点评价函数,选择出最优通道点作为动态窗口法的临时通道点,为动态窗口法提供正确的方向。采用通道动态窗口法对真实环境中的ROS机器人进行路径规划,结果表明,通道动态窗口法在路径长度、运行时间和采样次数的性能上均优于动态窗口法,表现出更强的适应性和鲁棒性,避免了移动机器人躲避障碍物不及时和陷入局部位置的问题。该算法既能独立执行局部路径规划任务,也能与A算法相结合进行全局路径规划。 展开更多
关键词 室内路径规划 动态窗口法 通道 局部路径规划 移动机器人
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融合改进A^(*)算法与动态窗口法的机器人路径规划 被引量：1
5
作者 滕景佳 毛建中 《机械科学与技术》 北大核心 2025年第3期496-504,共9页
针对传统A*算法在大规模复杂环境下存在搜索效率低、生成路径冗余点多且避障性能差的问题,本文提出一种融合改进A*与动态窗口法的机器人路径规划算法。针对传统A*算法搜索效率较低的问题,引入双向搜索机制,减少搜索节点,改进评价函数,... 针对传统A*算法在大规模复杂环境下存在搜索效率低、生成路径冗余点多且避障性能差的问题,本文提出一种融合改进A*与动态窗口法的机器人路径规划算法。针对传统A*算法搜索效率较低的问题,引入双向搜索机制,减少搜索节点,改进评价函数,提高算法的运行效率;针对冗余点多的问题,本文提出连线障碍点判断方法,并结合关键点选取策略,能够有效剔除路径上的冗余节点,优化全局路径;最后,从起始点开始,以优化后全局路径上的关键点为局部目标,分段使用动态窗口法进行路径规划,确保机器人能够实时避障,最终安全到达目标点。仿真实验结果表明:该文所提融合算法在复杂动态环境环境中能够有效对移动机器人进行路径规划。 展开更多
关键词 路径规划 改进A^(*)算法 全局最优路径 动态窗口法
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基于自适应动态窗口算法的AGV局部路径规划 被引量：1
6
作者 闫林伟 范小宁 《南京信息工程大学学报》 北大核心 2025年第5期740-748,共9页
自动导引运输车(AGV)在行驶过程中不仅需要躲避静态障碍物,还需要躲避移动障碍物,而常用的动态窗口局部路径规划算法在此类情况下的避障成功率和避障效率均难以满足实际需要,为此,本文结合层次分析法提出一种新的自适应动态窗口局部路... 自动导引运输车(AGV)在行驶过程中不仅需要躲避静态障碍物,还需要躲避移动障碍物,而常用的动态窗口局部路径规划算法在此类情况下的避障成功率和避障效率均难以满足实际需要,为此,本文结合层次分析法提出一种新的自适应动态窗口局部路径规划算法.首先,使用层次分析法(AHP)计算动态窗口算法(DWA)中权重因子的值;然后,提出一种碰撞安全指标来评价当前运行状态的安全性,并结合相关参数的安全隶属度函数建立权重因子与环境因素的自反馈机制;最后,基于所创建的自适应动态窗口算法规划出避障路线.仿真结果表明,本文提出的自适应动态窗口算法能够自适应调整评价函数权重因子,有效躲避静态障碍物和移动障碍物,并在安全性、行驶时间和路径长度方面,都得到了显著优化. 展开更多
关键词 自动导引运输车(AGV) 局部路径规划 动态窗口算法 层次分析法 碰撞安全指标 自适应
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一种动态窗口法和人工势场法融合的AGV路径规划算法 被引量：1
7
作者 李玉清 梁忠楠 +1 位作者 赵衍昭 周坤 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第14期5924-5933,共10页
针对原始动态窗口法(dynamic window approach,DWA)在路径规划中存在的振荡现象,设计了一种改进的DWA路径规划算法,该算法融合了人工势场法。首先,提升了DWA算法的安全性约束,并将原始DWA中的线性障碍物距离评价函数改进为人工势场法中... 针对原始动态窗口法(dynamic window approach,DWA)在路径规划中存在的振荡现象,设计了一种改进的DWA路径规划算法,该算法融合了人工势场法。首先,提升了DWA算法的安全性约束,并将原始DWA中的线性障碍物距离评价函数改进为人工势场法中的非线性障碍物势场函数。其次,将改进的DWA与梯度下降法的平滑A*路径相结合,以解决传统算法全局规划能力不足的问题。最后,通过仿真实验和实物实验验证了算法的可行性。在仿真实验中,与原始算法相比,本文算法在设计的障碍物场景中减少了9.84%的路径长度,运行时间缩短了31.71%,平滑度提升了6.49%。在自动导引车实物实验中,路径长度减少了10.76%,运行时间缩短了13.09%。因此,改进的DWA算法能够生成更平滑的路径、更短的路径长度和更短的运行时间。 展开更多
关键词 自动导引车 路径规划 动态窗口法(dynamic window approach DWA) 人工势场法
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基于改进HLO和动态窗口的AGV动态避障路径规划算法 被引量：2
8
作者 王勤 魏利胜 《电子测量与仪器学报》 北大核心 2025年第2期213-221,共9页
针对人类学习优化算法搜索效率低、易陷入局部最优、无法实现动态避障等问题,提出一种融合改进人类学习优化算法和动态窗口算法的路径规划算法。首先,利用非线性递增和递减改进概率参数提高人类学习优化算法的收敛速率,并引入粒子群算... 针对人类学习优化算法搜索效率低、易陷入局部最优、无法实现动态避障等问题,提出一种融合改进人类学习优化算法和动态窗口算法的路径规划算法。首先,利用非线性递增和递减改进概率参数提高人类学习优化算法的收敛速率,并引入粒子群算法更新个体知识数据库与社会知识数据库,并且自适应调整惯性权重系数,避免陷入局部最优;其次,在动态窗口算法的评价函数中加入角评价函数避免与障碍物的夹角过小、动态改变速度评价函数和角评价函数权重,以调节速度及角度;最后,将改进的算法应用于自动导引车的路径规划,仿真实验表明融合算法规划路径长度比蚁群算法路径减少4%,比混合人类学习优化与粒子群算法减少15%,其他两种算法与障碍物接触次数是改进算法的5倍,减少路径长度和转折次数,提升路径的平滑性。并且成功避免在T型以及复杂地图环境的障碍物,验证所提算法的可行性。 展开更多
关键词 路径规划 人类学习优化算法 局部避障 自动导引车 动态窗口
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融合改进双向A^(∗)与动态窗口法的仓储移动机器人路径规划 被引量：1
9
作者 刘震 张洪 《现代制造工程》 北大核心 2025年第5期99-105,134,共8页
针对传统A^(∗)算法在复杂环境下搜索效果差、路径曲折、拐角与障碍物距离过近且避障能力差等问题,提出了一种融合改进双向A^(∗)与动态窗口法(Dynamic Window Approach,DWA)的机器人路径规划算法。首先,引入双向搜索机制与自适应启发函数... 针对传统A^(∗)算法在复杂环境下搜索效果差、路径曲折、拐角与障碍物距离过近且避障能力差等问题,提出了一种融合改进双向A^(∗)与动态窗口法(Dynamic Window Approach,DWA)的机器人路径规划算法。首先,引入双向搜索机制与自适应启发函数,以提高算法的搜索速度;其次,应用线段相交法结合安全距离判定剔除冗余点,以确保路径更加安全、平缓;然后,在DWA中加入方位角与目标点距离判定,以增强算法的避障能力;最后,在优化后的全局路径上分段使用DWA进行实时避障。仿真结果显示,融合算法能在复杂场景下生成安全边界内的平滑路径,有效躲避障碍物,快速到达目标点。 展开更多
关键词 路径规划 改进A^(∗)算法 动态窗口法 实时避障
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动态窗口法引导的TD3无地图导航算法
10
作者 柳佳乐 薛雅丽 +1 位作者 崔闪 洪君 《浙江大学学报(工学版)》 北大核心 2025年第8期1671-1679,共9页
针对深度强化学习(DRL)算法训练数据需求量大、连续导航信息利用不充分的问题,提出DWA-LSTM TD3算法.该算法根据目标点相对位置、机器人自身速度和当前激光雷达数据控制机器人运动,过程无需先验地图.在训练过程中,利用动态窗口法(DWA)... 针对深度强化学习(DRL)算法训练数据需求量大、连续导航信息利用不充分的问题,提出DWA-LSTM TD3算法.该算法根据目标点相对位置、机器人自身速度和当前激光雷达数据控制机器人运动,过程无需先验地图.在训练过程中,利用动态窗口法(DWA)引导双延迟确定策略梯度(TD3),提高训练数据的质量.在策略网络中引入长短期记忆神经网络(LSTM),提升智能体对连续导航信息的处理能力.搭建仿真环境训练测试,与其他方法进行对比.实验结果表明,DWA-LSTM TD3在相同的训练步数下能够获得更高的奖励值,提高了导航任务的成功率;导航姿态角的波动范围变化更小,轨迹更平滑,改善机器人的运动安全性能.利用该算法,能够在不同场景下高效完成导航任务.该算法具有很强的泛化能力. 展开更多
关键词 无地图导航 动态窗口法 深度强化学习 双延迟确定策略梯度算法 长短期记忆
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基于模糊动态窗口的无人艇多动态障碍物路径规划
11
作者 林泽琼 刘海生 《舰船科学技术》 北大核心 2025年第6期62-68,共7页
针对无人艇在多动态障碍物下避障、快速规划路径进行导航决策的要求,传统的动态窗口算法(DWA)存在运行效率低、容易陷入局部优化、复杂环境下搜索能力差等问题。在具有多个动态障碍物的复杂环境中,引入一种模糊逻辑算法对DWA算法进行改... 针对无人艇在多动态障碍物下避障、快速规划路径进行导航决策的要求,传统的动态窗口算法(DWA)存在运行效率低、容易陷入局部优化、复杂环境下搜索能力差等问题。在具有多个动态障碍物的复杂环境中,引入一种模糊逻辑算法对DWA算法进行改进,提高了路径评估函数的灵活性。模糊控制系统通过输入无人艇、终点和周围障碍物的信息,输出评价函数的相应系数权值。在无人艇搜索路径过程中,实时调整轨迹评价函数的权重,以达到优化路径的目的。仿真实验表明,模糊改进的动态窗口方法可以使规划的路径更平滑,获得更短的路径,同时有效地减少了无人艇的路径搜索时间。在具有多个动态障碍物的环境中,可以有效地实现动态避障。 展开更多
关键词 无人艇 动态窗口法 模糊算法 多动态障碍物 路径规划
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采用社会约束自适应动态窗口法的服务机器人路径规划 被引量：3
12
作者 何丽 宁子豪 +1 位作者 袁亮 刘志强 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期42-51,共10页
针对传统动态窗口法在行人密集环境下动态路径规划存在灵活性差、效率低、安全性缺乏等问题,提出一种社会交互空间下基于社会约束自适应动态窗口法(social_DWA),并采用其解决服务机器人局部路径规划问题。首先,采用非对称高斯公式对单... 针对传统动态窗口法在行人密集环境下动态路径规划存在灵活性差、效率低、安全性缺乏等问题,提出一种社会交互空间下基于社会约束自适应动态窗口法(social_DWA),并采用其解决服务机器人局部路径规划问题。首先,采用非对称高斯公式对单行人以及多人群组交互空间进行模型化描述;其次,在传统动态窗口法的基础上,采用动态行人方位角约束对动态行人进行避让;改进距离评价函数,分类决策与行人、多人群组、一般障碍物的安全距离;最后,提出速度权重自适应调整策略,优化服务机器人在途经不同密集度社会交互区域时的移动速度。为验证算法有效性,在两种模拟社会场景下,先后开展了social_DWA算法与传统DWA算法、FIDWA算法的路径规划仿真对比实验。结果表明:采用social_DWA算法所消耗的运动时间在场景1中较传统DWA和FIDWA算法分别缩短了1.53、0.43 s,在场景2中较传统DWA和FIDWA算法分别缩短了26.3、2.86 s;相较于传统DWA算法和FIDWA算法,social_DWA算法能保持有效的行人安全距离,并使运行轨迹更加合理。social_DWA算法在行人避让、环境适应能力等方面具有一定的优越性。 展开更多
关键词 服务机器人 路径规划 动态窗口法 参数自适应 人性化
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基于A^(*)-动态窗口法的无人船动态路径规划算法 被引量：8
13
作者 王征 杨洋 +1 位作者 周帅 尹洋 《海军工程大学学报》 CAS 北大核心 2024年第2期13-18,共6页
为使无人船在复杂的海上环境具备自主路径规划能力,保证其能够在未知环境中避开障碍物并准确到达目的地,结合A^(*)算法的全局最优特性和动态窗口法的实时性,提出了一种新的无人船动态路径规划算法。将A^(*)算法规划的路径点作为动态窗... 为使无人船在复杂的海上环境具备自主路径规划能力,保证其能够在未知环境中避开障碍物并准确到达目的地,结合A^(*)算法的全局最优特性和动态窗口法的实时性,提出了一种新的无人船动态路径规划算法。将A^(*)算法规划的路径点作为动态窗口法的局部目标点,并在中间路径点不可达时及时重新规划全局路径,形成了A^(*)-动态窗口法。动态环境下的仿真结果表明:该融合算法能引导无人船通过平滑的路径顺利到达目标点,证明了该算法的合理性和有效性,而与多种传统算法的对比结果,验证了所提A^(*)-动态窗口法的优越性。 展开更多
关键词 无人船 动态路径规划 A^(*)算法 动态窗口法
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基于改进动态窗口的车库AGV路径规划及仿真 被引量：4
14
作者 马宗方 张琳旋 +1 位作者 宋琳 王嘉 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第10期2265-2276,共12页
针对在智能车库环境下,移动机器人(AGV)在作业过程中面临着复杂路径环境下的路径规划和实时避障,提出一种改进的蚁群算法与动态窗口法(DWA)相结合的混合算法。在全局规划中引入自适应调整信息素挥发系数,融合角度参数建立车库方向信息... 针对在智能车库环境下,移动机器人(AGV)在作业过程中面临着复杂路径环境下的路径规划和实时避障,提出一种改进的蚁群算法与动态窗口法(DWA)相结合的混合算法。在全局规划中引入自适应调整信息素挥发系数,融合角度参数建立车库方向信息素矩阵,增大目标点引导能力,扩大蚂蚁的方向选择性;在局部规划中设计基于椭圆方程的障碍物距离评价子函数的改进动态窗口法,并提取改进蚁群算法的全局关键节点作为新增的路径评价子函数,在全局路径的约束下,保持动态规划的最优性。仿真结果表明:改进算法较传统算法能够较好地应对突发的动静态障碍物,更符合AGV实际作业过程中在多重环境因素的影响下的动态规划要求。 展开更多
关键词 车库AGV 蚁群算法 动态窗口法 动静态避障 路径规划 椭圆方程
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融合改进A^(*)算法和动态窗口法的自动驾驶路径规划 被引量：1
15
作者 刘西 程正钱 +2 位作者 胡远志 颜伏伍 王戡 《重庆理工大学学报（自然科学）》 CAS 北大核心 2024年第6期81-91,共11页
针对自动驾驶汽车路径规划全局最优、耗时最优和避障的需求,提出一种改进A^(*)算法和动态窗口法的融合算法。A^(*)算法主要从启发函数、权重系数、搜索邻域和搜索策略4个方面进行改进,动态窗口法主要改进评价函数。利用改进后的A^(*)算... 针对自动驾驶汽车路径规划全局最优、耗时最优和避障的需求,提出一种改进A^(*)算法和动态窗口法的融合算法。A^(*)算法主要从启发函数、权重系数、搜索邻域和搜索策略4个方面进行改进,动态窗口法主要改进评价函数。利用改进后的A^(*)算法和双向A^(*)算法完成栅格地图上的全局路径规划,去除冗余节点并平滑处理优化全局路径,利用融合动态窗口算法进行局部路径规划,完成避障。与传统的A^(*)算法相比,改进的A^(*)算法和双向A^(*)算法搜索全局路径耗时和节点显著减少,优化的A^(*)算法与动态窗口法的融合算法具有更高的效率、更好的路径规划能力和避障能力。 展开更多
关键词 A^(*)算法 路径规划 平滑处理 动态窗口算法 避障
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融合改进哈里斯鹰和改进动态窗口的机器人动态路径规划 被引量：7
16
作者 黄志锋 刘媛华 +2 位作者 任志豪 张文敏 张孝文 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2024年第2期450-458,共9页
针对动态环境的移动机器人路径规划问题,提出了一种改进哈里斯鹰算法(IHHO)与改进动态窗口算法(IDWA)的融合算法(IHHO-IDWA)。首先,针对哈里斯鹰算法后期搜索性能不足等问题,提出了融合自适应混沌和核心种群动态划分策略、融合黄金正弦... 针对动态环境的移动机器人路径规划问题,提出了一种改进哈里斯鹰算法(IHHO)与改进动态窗口算法(IDWA)的融合算法(IHHO-IDWA)。首先,针对哈里斯鹰算法后期搜索性能不足等问题,提出了融合自适应混沌和核心种群动态划分策略、融合黄金正弦策略以及动态云最优解扰动策略来提高算法的性能。其次,针对动态窗口算法存在规划的路径长和易陷入死锁等问题,提出了三个改进策略:增加子函数,保证算法能够规划出更短的路径;提出自适应权重策略,平衡算法局部避障能力和全局搜索性能;设定初始航向角,避免路径冗余。最后,通过测试函数、CEC2014函数的数值实验和静态、动态路径规划实验,验证了IHHO和IDWA性能有明显提升;通过50×50大型动态地图验证了融合算法较对照组算法规划的路径缩短了11.51%,证明了该方法的优越性。 展开更多
关键词 动态窗口算法 哈里斯鹰算法 自适应 路径规划 测试函数
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一种融合改进A^(*)算法与改进动态窗口法的文旅服务机器人路径规划 被引量：10
17
作者 贾明超 冯斌 +2 位作者 吴鹏 张坤 桑胜举 《图学学报》 CSCD 北大核心 2024年第3期505-515,共11页
为满足复杂环境下文旅服务机器人路径规划算法搜索的导向性、静态环境下全局路径的最优性和动态环境下实时避障的安全性的需要,提出了一种基于改进A^(*)算法与动态窗口法相融合的算法。首先,在传统A^(*)算法的基础上,采用更精确的搜索... 为满足复杂环境下文旅服务机器人路径规划算法搜索的导向性、静态环境下全局路径的最优性和动态环境下实时避障的安全性的需要,提出了一种基于改进A^(*)算法与动态窗口法相融合的算法。首先,在传统A^(*)算法的基础上,采用更精确的搜索邻域选取策略,并引入障碍物占用栅格率来量化地图信息,动态调节启发函数和权重系数;其次,引入安全距离概念,提出一种三次折线优化方法,剔除冗余节点和拐点,以提高路径的平滑性;针对狭窄通道环境,提出一种自适应圆弧优化方法,使路径更符合机器人的运动学约束。通过加入动态障碍物垂直距离代价函数,有效减少机器人与动态障碍物的冲突和碰撞风险;最后,将改进A^(*)算法与动态窗口法相融合,选取关键路径点作为动态窗口法的临时目标点,分段使用动态窗口法进行局部实时路径修正。实验结果表明,该融合算法同时具备搜索导向性、全局路径最优性和动态避障能力,能够安全快速到达目标点,具有一定的应用价值。 展开更多
关键词 文旅服务机器人 环境建模 路径规划 实时避障 A^(*)算法 动态窗口法
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改进A*算法融合改进动态窗口法的移动机器人路径规划 被引量：5
18
作者 王志特 罗丽平 廖义奎 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2024年第8期86-101,共16页
针对机器人路径规划对于路径最短、搜索效率以及平滑度的性能要求,提出一种改进A*算法与改进动态窗口法(DWA)相融合的算法。针对传统A*算法在复杂场景下输出非最优路径、寻路效率低等问题,结合曼哈顿距离和对角线距离设计新的启发函数,... 针对机器人路径规划对于路径最短、搜索效率以及平滑度的性能要求,提出一种改进A*算法与改进动态窗口法(DWA)相融合的算法。针对传统A*算法在复杂场景下输出非最优路径、寻路效率低等问题,结合曼哈顿距离和对角线距离设计新的启发函数,并对其动态分配权重,实现全局路径最短,减少寻路时间。针对传统8邻域8方向搜索方式搜索效率低、耗时长等问题,提出一种基于8邻域改进的搜索策略,对当前节点实时动态分配最优的搜索方向。针对路径存在多余无用节点的问题,使用Floyd算法去除冗余节点,减少转向次数,缩短路径长度。针对传统动态窗口法规划的路径非全局最优、目标点附近存在障碍物时规划的路径长度增加或者规划失败的问题,加入全局关键节点信息和引入目标点距离评估子函数。针对关键节点距离较长导致融合算法规划的路径偏离全局最优路径的问题,提出关键点密集化策略。最后,将提出的改进A*算法、融合算法和已有的其他改进算法进行比较,仿真结果表明:改进的A*算法能够在复杂环境中生成最短全局路径,平均转向次数减少16.3%,平均寻路时间缩短55.66%;融合算法在临时障碍物环境下,平均路径长度和平均运行时间分别缩短6.1%和14.7%,在移动障碍物环境下,平均路径长度和平均运行时间分别缩短1.6%和39.8%。 展开更多
关键词 路径规划 A*算法 动态窗口法 复杂环境 时间效率
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基于动态窗口法的近海水域船舶避障算法研究 被引量：4
19
作者 李光泽 俞万能 +1 位作者 廖卫强 吴川博 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2024年第1期230-237,共8页
[目的]提出一种改进的动态窗口法,以解决近海水域智能船舶在面对夹击及动静混合会遇时无法有效避让的船舶避障问题。[方法]为得到在近海水域航行的船舶约束条件,针对近海水域对船舶避障的影响因素进行分析,同时提出近海水域船舶航行最... [目的]提出一种改进的动态窗口法,以解决近海水域智能船舶在面对夹击及动静混合会遇时无法有效避让的船舶避障问题。[方法]为得到在近海水域航行的船舶约束条件,针对近海水域对船舶避障的影响因素进行分析,同时提出近海水域船舶航行最低避障要求;然后对动态窗口法(DWA)的目标函数进行优化改进,并将其与船舶和障碍物的距离相关联,以提升船舶在航行图中的安全性,同时将目标函数中的航向权值引入船舶会遇态势判断,以使目标船舶可以有效判断船舶的避障责任;最后,通过仿真模拟验证改进算法的有效性。[结果]仿真结果表明,所提的改进算法在分别遭遇夹击以及复杂会遇的情况下,能够清晰地判断船舶的避障责任,降低航行过程中的速度变化陡峭度,且所规划的船舶航行路径可有效提升船舶航行的安全性。[结论]所提避障算法可为解决近海水域智能船舶遭遇复杂会遇情景的避碰失败问题提供参考。 展开更多
关键词 智能船舶 避障 动态窗口法 自适应权值 近海水域
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优化A^(*)与动态窗口法的移动机器人路径规划 被引量：14
20
作者 王彬 聂建军 +2 位作者 李海洋 解晓琳 鄢鸿桢 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2024年第4期1353-1363,共11页
为解决传统A^(*)算法和动态窗口法在移动机器人路径规划中出现的问题,提出了两种算法的优化方案和优化算法的融合方案。首先,针对传统A^(*)算法中路线对称性强、冗余点多的问题,在启发函数中引入父节点信息,重新构建了可动态调节启发函... 为解决传统A^(*)算法和动态窗口法在移动机器人路径规划中出现的问题,提出了两种算法的优化方案和优化算法的融合方案。首先,针对传统A^(*)算法中路线对称性强、冗余点多的问题,在启发函数中引入父节点信息,重新构建了可动态调节启发函数权重的代价函数,设计了关建点提取策略。其次,针对传统动态窗口法路线冗长的问题,改进了障碍物距离评价子函数,提出了动态窗口法的自适应环境改进策略。然后,针对改进动态窗口法存在目标点不可达和优化A^(*)算法安全性低的问题,融合了优化A^(*)算法和改进动态窗口法,设计了新的全局路径评价子函数。最后,通过仿真和实验结果对比,验证了融合算法在规划效率、安全性和路径平滑性等方面有很大提升,更符合移动机器人的运动特性。 展开更多
关键词 移动机器人 路径规划 A^(*)算法 动态窗口法 算法融合
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