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求解无人机三维路径规划问题的动态多子群樽海鞘群算法
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作者 巫光福 王小林 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第13期5501-5514,共14页
无人机三维路径规划问题是在复杂三维环境中找到起点与终点之间最优路径的组合优化问题,但大多数路径规划算法难以在可接受的时间和精度范围内找到可行路径,因此提出了一种基于K-means++聚类优化的动态多子群樽海鞘群算法用于解决上述... 无人机三维路径规划问题是在复杂三维环境中找到起点与终点之间最优路径的组合优化问题,但大多数路径规划算法难以在可接受的时间和精度范围内找到可行路径,因此提出了一种基于K-means++聚类优化的动态多子群樽海鞘群算法用于解决上述问题。首先,在三维环境模型中结合高度成本提出新的成本函数,将路径规划问题转化为多维函数优化问题。其次,采用K-means++聚类算法对种群进行分群,并设计动态多子群机制均衡算法的全局搜索与局部开发;各子群结合多策略协同改进,在避免算法陷入局部最优的同时提高全局寻优能力。最后,在12个CEC2017基准测试函数中验证了该算法对比其他5种算法(ISSA、MSNSSA、IBSO、MBFPA、SSA)的性能后,将其应用于三维环境中对最优路径规划问题进行求解。在不同的环境模型下的仿真实验结果表明,该算法的平均有效路径率相较于其他5种算法分别提高了15.5%、11%、23%、20.5%和18%,这证实了该算法在复杂环境下具有优秀的寻优能力。 展开更多
关键词 三维路径规划 成本函数 樽海鞘群算法 K-means++聚类算法 动态多子群 协同改进
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基于改进鲸鱼优化算法的动态无人机路径规划 被引量:2
2
作者 王兴旺 张清杨 +1 位作者 姜守勇 董永权 《计算机应用》 北大核心 2025年第3期928-936,共9页
针对复杂地形环境下的无人机(UAV)路径规划问题,提出一种基于改进鲸鱼优化算法(MWOA)的动态UAV路径规划方法。首先,通过解析山体地形、动态目标和威胁区,建立三维动态环境与UAV航路模型;其次,提出一种自适应步长高斯游走策略,并将该策... 针对复杂地形环境下的无人机(UAV)路径规划问题,提出一种基于改进鲸鱼优化算法(MWOA)的动态UAV路径规划方法。首先,通过解析山体地形、动态目标和威胁区,建立三维动态环境与UAV航路模型;其次,提出一种自适应步长高斯游走策略,并将该策略用于平衡算法的全局探索与局部发掘的能力;最后,提出一种辅助修正策略对种群最优个体进行修正,并结合差分进化策略,在避免种群陷入局部最优的同时提高算法的收敛精度。为验证MWOA的有效性,使用MWOA与鲸鱼优化算法(WOA)、人工蜂鸟算法(AHA)等智能算法求解CEC2022测试函数,并在设计的UAV动态环境模型中进行验证。仿真结果对比分析表明,与WOA相比,MWOA的收敛精度提高了6.1%,标准差减小了44.7%。可见,所提MWOA收敛更快且精度更高,能有效处理UAV路径规划问题。 展开更多
关键词 鲸鱼优化算法 自适应步长高斯游走 辅助修正策略 差分进化 无人机 动态路径规划
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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
3
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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基于改进黑翅鸢优化算法的动态无人机路径规划 被引量:1
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作者 王兴旺 张清杨 +1 位作者 姜守勇 董永权 《计算机应用研究》 北大核心 2025年第5期1401-1408,共8页
针对复杂山体地形和障碍物威胁区域环境下的无人机(UAV)路径规划问题,提出改进黑翅鸢优化算法的动态无人机路径规划方法,旨在提升无人机在动态复杂环境下的路径规划性能及安全性。首先,通过设计山体地形、障碍物、动态威胁区域和动态目... 针对复杂山体地形和障碍物威胁区域环境下的无人机(UAV)路径规划问题,提出改进黑翅鸢优化算法的动态无人机路径规划方法,旨在提升无人机在动态复杂环境下的路径规划性能及安全性。首先,通过设计山体地形、障碍物、动态威胁区域和动态目标,建立山体动态环境模型;其次,提出一种自适应攻击策略,加快算法前期收敛速度,平衡算法全局搜索和局部挖掘的能力,设计线性锁优策略,获取优质个体,加速种群收敛;最后,通过设计可变缩放因子改进差分进化策略,并将其融入黑翅鸢算法中,以提高算法避免陷入局部最优的能力,同时提出了动态响应机制以应对环境动态变化。为了验证所提算法的性能,与一些现存的智能算法在CEC2022测试函数中和不同规模的环境模型中进行实验对比。结果显示,与标准黑翅鸢算法相比,所提算法的收敛精度提高了6.25%,标准差减少了54.6%。实验结果表明,所提改进黑翅鸢优化算法在收敛速度和收敛精度方面具有显著优势,能够有效处理动态无人机路径规划问题,提高无人机在复杂环境中的路径规划性能。 展开更多
关键词 黑翅鸢优化算法 自适应攻击策略 线性锁优策略 差分进化 动态响应机制 动态无人机路径规划
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基于改进PPO算法的机械臂动态路径规划
5
作者 万宇航 朱子璐 +3 位作者 钟春富 刘永奎 林廷宇 张霖 《系统仿真学报》 北大核心 2025年第6期1462-1473,共12页
针对非结构化环境下机械臂路径规划面临的环境不确定性因素增多、建模难度大等问题,提出了一种基于改进近端策略优化(PPO)算法的机械臂动态路径规划方法。针对由于动态环境中障碍物数量变化而导致的状态空间输入长度不固定的问题,提出... 针对非结构化环境下机械臂路径规划面临的环境不确定性因素增多、建模难度大等问题,提出了一种基于改进近端策略优化(PPO)算法的机械臂动态路径规划方法。针对由于动态环境中障碍物数量变化而导致的状态空间输入长度不固定的问题,提出了基于LSTM网络的环境状态输入处理方法,并对PPO算法的网络结构进行了改进;基于人工势场法设计了奖励函数,并建立机械臂碰撞检测模型。实验结果表明:改进算法能够适应场景中障碍物数量和位置的变化,具有更快的收敛速度和稳定性。 展开更多
关键词 动态路径规划 改进PPO算法 LSTM网络 人工势场法 ML-Agents
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面向智能体路径规划算法的动态随机测试方法
6
作者 张逍怡 李幸 +2 位作者 刘洋 郑征 孙昌爱 《软件学报》 北大核心 2025年第7期3109-3133,共25页
智能体路径规划算法旨在规划某个智能体的行为轨迹,使其在不碰到障碍物的情况下安全且高效地从起始点到达目标点.目前智能体路径规划算法已经被广泛应用到各种重要的物理信息系统中,因此在实际投入使用前对算法进行测试,以评估其性能是... 智能体路径规划算法旨在规划某个智能体的行为轨迹,使其在不碰到障碍物的情况下安全且高效地从起始点到达目标点.目前智能体路径规划算法已经被广泛应用到各种重要的物理信息系统中,因此在实际投入使用前对算法进行测试,以评估其性能是否满足需求就非常重要.然而,作为路径规划算法的输入,任务空间中威胁障碍物的分布形式复杂且多样.此外,路径规划算法在为每个测试用例规划路径时,通常需要较高的运行代价.为了提升路径规划算法的测试效率,将动态随机测试思想引入到路径规划算法中,提出了面向智能体路径规划算法的动态随机测试方法(dynamic random testing approach for intelligent agent path planning algorithms,DRT-PP).具体来说,DRT-PP对路径规划任务空间进行离散划分,并在每个子区域内引入威胁生成概率,进而构建测试剖面,该测试剖面可以作为测试策略在测试用例生成过程中使用.此外,DRT-PP在测试过程中通过动态调整测试剖面,使其逐渐优化,从而提升测试效率.实验结果显示,与随机测试及自适应随机测试相比,DRT-PP方法能够在保证测试用例多样性的同时,生成更多能够暴露被测算法性能缺陷的测试用例. 展开更多
关键词 软件测试 路径规划算法 动态随机测试 快速扩展随机树生成算法 测试剖面生成
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基于改进背压算法的车辆路线动态规划方法
7
作者 王硕 吴维敏 张涛 《东北大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第1期18-25,共8页
为了缓解交通网络中的拥堵,提出了一种基于网联车密度和速度背压的车辆调度方法.考虑道路上车辆的复杂性和异质性,通过计算上、下游道路的车辆密度来确定背压值,并使用道路的最大通行速度作为权重.根据背压的比率调整上游车队分配至下... 为了缓解交通网络中的拥堵,提出了一种基于网联车密度和速度背压的车辆调度方法.考虑道路上车辆的复杂性和异质性,通过计算上、下游道路的车辆密度来确定背压值,并使用道路的最大通行速度作为权重.根据背压的比率调整上游车队分配至下游道路的车辆数量,从而实现车流的均衡分布.此外,以最小化车队行驶距离为优化目标确定单个车辆路线计划,以减少车辆的平均行驶距离.仿真结果表明,该方法比其他基于背压算法的路线动态规划方法,能有效减少交通网络中排队车辆的数量,从而降低交通拥堵,同时也缩短了车辆的平均行驶距离和时间. 展开更多
关键词 网联车 车辆调度 背压算法 车辆路线动态规划 交通拥堵
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基于动态寻优蚁群算法的移动机器人路径规划 被引量:1
8
作者 张彪 李永强 《仪器仪表学报》 北大核心 2025年第3期74-85,共12页
路径规划算法是移动机器人研究的关键环节,蚁群算法正是较为成熟的一种算法,针对移动机器人路径规划算法所存在的收敛速度慢,转折点多,稳定性差等问题,提出了一种改进的动态寻优蚁群算法(IDOACO),并通过3种措施进行改进。首先,设置带有... 路径规划算法是移动机器人研究的关键环节,蚁群算法正是较为成熟的一种算法,针对移动机器人路径规划算法所存在的收敛速度慢,转折点多,稳定性差等问题,提出了一种改进的动态寻优蚁群算法(IDOACO),并通过3种措施进行改进。首先,设置带有方向指引的启发式信息,通过角度引导因子增强路径规划的目的性;其次,在伪随机状态转移概率中引入障碍排除因子和安全系数,提高路径的安全性;然后,提出多目标评价函数,平衡路径长度和能源损耗,实现路径规划的全局优化;最后,搭建动态避障调整模块,实时评估和调整路径,实现即时动态避障功能。将IDOACO算法进行实验对比,实验结果表明,在复杂地图环境下,IDOACO算法相较于现有算法,平均路径长度提升了约4.63%和11.78%,收敛速度标准偏差分别提高了55.21%和66.27%,实验表明IDOACO算法生成的最短路径不仅收敛更快,转弯次数更少,且具有更高的稳定性和收敛精度,随后成功验证了动态避障效果,最后将改进的算法应用于ROSMASTER-X3移动机器人,设置不同的目标点进行实际路径规划,实验结果表明,该算法可有效解决移动机器人路径规划中所面临的问题,具有一定的实际应用价值。 展开更多
关键词 蚁群算法 路径规划 移动机器人 启发式机制 动态避障
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改进A-star算法的无人船动态路径规划
9
作者 焉晓贞 周新悦 罗清华 《系统工程与电子技术》 北大核心 2025年第7期2314-2328,共15页
为了解决无人船动态路径规划中路径转折点多、路径安全性差以及传统A-star算法在动态环境中应用受限的问题,提出一种改进的A-star算法。首先,通过修改open-list的存储方式和增加邻域搜索方向,灵活调整无人船的行进方向,提升其在动态环... 为了解决无人船动态路径规划中路径转折点多、路径安全性差以及传统A-star算法在动态环境中应用受限的问题,提出一种改进的A-star算法。首先,通过修改open-list的存储方式和增加邻域搜索方向,灵活调整无人船的行进方向,提升其在动态环境中的适应能力。其次,通过引入直线引导函数和安全距离代价公式,有效优化路径规划过程,避免不必要的路径绕行和碰撞风险。最后,通过聚焦搜索方法,减少无人船振荡反复运动。仿真结果表明,改进的A-star算法能够成功躲避动态障碍物,并且与其他动态路径规划算法相比,改进A-star在路径长度方面减少了4.88%和0.09%,平滑度方面减少了37.32%和23.17%。改进后的算法能生成更平滑、安全的路径,适用于无人船的动态路径规划。 展开更多
关键词 路径规划 无人船 A-STAR算法 海洋巡航 动态路径规划
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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
10
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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基于动态规划算法和改进的自适应遗传算法的“多泵-多马达”液压系统全局功率匹配研究
11
作者 邹博识 宋昕宇 钟宇航 《机床与液压》 北大核心 2025年第9期203-214,共12页
针对“多泵-多马达”液压系统运行过程中因功率匹配而导致的低效率问题,提出一种基于反向传播(BP)神经网络算法、动态规划算法(DP)与改进自适应遗传算法(IAGA)的智能优化协同方法,以实现系统全局功率匹配和节能目标。针对遗传算法寻优... 针对“多泵-多马达”液压系统运行过程中因功率匹配而导致的低效率问题,提出一种基于反向传播(BP)神经网络算法、动态规划算法(DP)与改进自适应遗传算法(IAGA)的智能优化协同方法,以实现系统全局功率匹配和节能目标。针对遗传算法寻优效率低、无法对离散变量进行优化的问题,在前人提出的遗传算法优化输出的最佳发动机转速和液压泵排量进行功率匹配的基础上,采用在多泵输油系统节能中应用广泛的动态规划算法,近一步对马达的投入排量、马达和发动机投入数量进行优化。利用具有较强非线性映射能力和高拟合精度的BP神经网络算法建立泵和马达效率模型以及发动机燃油消耗模型,采用动态规划算法确定当前工况下马达和发动机最优投入数量,确定变量泵和变量马达的高效排量范围。利用改进自适应遗传算法搜索当前工况下泵和马达最佳排量组合,并通过提高功率传递路径上各元件的效率,实现全局效率最高。最后,通过在具有“多泵-多马达”液压系统的工程车辆进行实车油耗测试验,以验证该方案的可行性。结果表明:新方案与原控制方案相比,马达和泵的效率提升明显,具有较好的节油效果。 展开更多
关键词 多泵多马达 神经网络功率预测模型 动态规划算法 改进自适应遗传算法 全局功率匹配
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建筑火灾全局动态疏散路径规划研究 被引量:1
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作者 李明海 兰亚乐 +2 位作者 马骁 何鑫 杨一帆 《安全与环境学报》 北大核心 2025年第1期205-215,共11页
传统A^(*)算法被广泛应用于路径规划研究中,但该算法在处理复杂环境时存在搜索效率低和寻优路径质量不高的问题。为克服这些问题,提出了一种改进A^(*)算法,该算法结合了启发式搜索与实时动态规划的思想,能在保留A^(*)算法优势的同时显... 传统A^(*)算法被广泛应用于路径规划研究中,但该算法在处理复杂环境时存在搜索效率低和寻优路径质量不高的问题。为克服这些问题,提出了一种改进A^(*)算法,该算法结合了启发式搜索与实时动态规划的思想,能在保留A^(*)算法优势的同时显著提升其搜索效率和路径质量。在改进算法中,设计了一种新型启发式函数,该函数不仅考虑了火灾场景下的危险因素,还引入了实时动态规划策略以引导搜索过程,从而生成更高效的疏散路径。将改进算法与原始算法进行性能对比测试以及建筑火灾模拟疏散仿真对比试验,以验证改进算法的寻优性能。对比测试和试验结果表明,改进A^(*)算法在提高路径规划效率方面具有显著优势。与传统A^(*)算法相比,改进A^(*)算法生成的应急疏散路径中拐点数量少,扩展节点的数量减少96.49%,路径计算速度提升95.68%。验证了改进A^(*)算法在复杂场景下的优越性能,表明改进A^(*)算法在实际应用中具有广阔的前景。 展开更多
关键词 安全工程 A^(*)算法 启发式搜索 动态规划 火灾场景
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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:7
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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FIA*-APF算法的蟹塘投饵船动态路径规划 被引量:4
14
作者 孙月平 方正 +4 位作者 袁必康 孙杰 孟祥汶 汪彦彤 赵德安 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期137-145,共9页
为了提高无人投饵船在含障碍物河蟹养殖池塘自主巡航的作业效率和安全性,该研究提出基于改进A*算法与人工势场法相融合(fusion of improved A*and artificial potential field,FIA*-APF)的蟹塘投饵船动态路径规划算法。首先引入动态加... 为了提高无人投饵船在含障碍物河蟹养殖池塘自主巡航的作业效率和安全性,该研究提出基于改进A*算法与人工势场法相融合(fusion of improved A*and artificial potential field,FIA*-APF)的蟹塘投饵船动态路径规划算法。首先引入动态加权因子优化A*算法评价函数;其次加入转折惩罚函数并删除冗余点,接着利用B样条曲线对全局路径进行平滑处理;最后将改进A*算法得到的全局路径作为改进人工势场法中的引力路径,生成投饵船自主巡航高效路径。根据养殖池塘创建静态和动态2种仿真环境,分别对传统人工势场法(traditional artificial potential field,TAPF)、基于A*和人工势场法的融合算法(the A*and artificial potential field,TA*-APF)和FIA*-APF算法的性能进行20次测试。仿真试验结果表明:2种环境下,FIA*-APF算法的平均规划时间是TAPF算法的17.23%,是TA*-APF算法的51.96%,平均指令节点数量比TAPF算法减少50.64%,比TA*-APF算法减少65.03%,平均路径长度比TA*-APF算法减少2.82%。蟹塘试验结果表明:FIA*-APF算法的规划时间为TAPF算法的38.16%,为TA*-APF的62.42%,路径长度比TAPF算法减少29.13%,比TA*-APF减少10.15%;另外,TAPF和TA*-APF算法规划路径上大于60°的转角分别是FIA*-APF算法的3.28和2.62倍,大于100°的转角分别是FIA*-APF算法的3.73和1.67倍,该研究算法规划的路径更高效平滑。研究结果可为无人投饵船自主导航提供参考。 展开更多
关键词 无人投饵船 算法 导航 路径规划 A*算法 人工势场法 动态避障
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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
15
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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一种基于改进动态窗口法的无人艇路径规划方法
16
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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基于改进哈里斯鹰优化算法的动态路径规划研究 被引量:4
17
作者 胡啸 张呈越 +2 位作者 卞炜 王健安 董朋涛 《控制工程》 CSCD 北大核心 2024年第4期591-600,共10页
针对传统栅格地图下的路径规划算法存在多峰值优化、无法实时避障等问题,提出了一种基于改进哈里斯鹰优化算法的动态路径规划方法。首先,提出方形邻格邻近扩散方法初始化哈里斯鹰种群位置,在路径规划问题模型下增加种群多样性;然后,提... 针对传统栅格地图下的路径规划算法存在多峰值优化、无法实时避障等问题,提出了一种基于改进哈里斯鹰优化算法的动态路径规划方法。首先,提出方形邻格邻近扩散方法初始化哈里斯鹰种群位置,在路径规划问题模型下增加种群多样性;然后,提出一种非线性能量因子优化算法在搜索和开发之间的更新比例,提高全局搜索性能;最后,引入动态窗口法提高机器人实际运行路径的平滑程度,构造结合全局路径的动态窗口评价函数以改善动态窗口法前瞻性不足的问题。实验结果表明,所提方法可以兼顾实时避障和路径最优的需求。 展开更多
关键词 路径规划 改进哈里斯鹰优化算法 动态窗口法 实时避障
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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
18
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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基于分段评价遗传算法的移动机器人路径规划
19
作者 谢嘉 孙帅浩 +3 位作者 李永国 梁锦涛 金昌兵 陈学飞 《传感技术学报》 北大核心 2025年第6期1064-1071,共8页
针对传统遗传算法在处理路径规划问题时存在适应性差、收敛速度慢和易早熟等问题,提出一种基于分段评价路径的改进遗传算法。设计一种动态权重适应度函数,在线调节参数并考虑坡度因素,来增强算法对复杂环境的适应能力;提出一种新的交叉... 针对传统遗传算法在处理路径规划问题时存在适应性差、收敛速度慢和易早熟等问题,提出一种基于分段评价路径的改进遗传算法。设计一种动态权重适应度函数,在线调节参数并考虑坡度因素,来增强算法对复杂环境的适应能力;提出一种新的交叉变异方式,分段评价个体后进行有选择性的交叉和变异,提升算法的寻优能力,加快收敛速度;采用模糊控制在线调节交叉变异概率,避免算法早熟;引入删除算子剔除冗余节点,提高最优解的平滑性;在20×20和30×30地图环境上进行仿真实验,结果表明所提算法具有更强的适应能力,改进型交叉变异能更快地搜索到更优路径,在线调节交叉变异概率很好地避免了算法早熟,最终解在路径长度、收敛速度及平滑度上均有提升。 展开更多
关键词 路径规划 分段评价路径 改进遗传算法 动态权重适应度函数 选择性交叉变异 模糊控制
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基于障碍密度优先策略改进A^(*)算法的AGV路径规划
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作者 陈一馨 段宇轩 +2 位作者 刘豪 谭世界 郑天乐 《郑州大学学报(工学版)》 北大核心 2025年第2期26-34,共9页
针对传统A^(*)算法在障碍物较多的实际场景下进行AGV路径规划时,存在路径拐点多、路径冗余节点过多以及易陷入局部最优解等问题,提出一种改进A^(*)算法,采用栅格法进行环境建模。首先,在启发函数中引入障碍物密度函数K(n)改进代价函数,... 针对传统A^(*)算法在障碍物较多的实际场景下进行AGV路径规划时,存在路径拐点多、路径冗余节点过多以及易陷入局部最优解等问题,提出一种改进A^(*)算法,采用栅格法进行环境建模。首先,在启发函数中引入障碍物密度函数K(n)改进代价函数,用于更准确地估计当前节点到目标节点的实际代价;其次,采用动态邻域搜索策略提高算法的搜索效率和运行效率;最后,通过冗余节点处理策略减少路径拐点和删除冗余节点,得到只包含起点、转折点以及终点的路径。采用不同尺寸和复杂度的栅格环境地图进行仿真实验,结果表明:所提改进A^(*)算法与传统A^(*)算法以及其他改进的A^(*)算法相比,路径长度分别缩短了4.71%和2.07%,路径拐点数量分别减少了45.45%和20.54%,路径存在节点分别减少了82.24%和62.45%。 展开更多
关键词 路径规划 栅格地图 改进A^(*)算法 启发函数 动态邻域搜索 冗余节点优化
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