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融合RVO和路径规划的塔机动态避障算法
1
作者 陈应霞 卫明明 +2 位作者 汪勇 万正龙 刘蕙绮 《安全与环境学报》 北大核心 2025年第7期2643-2655,共13页
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... 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。 展开更多
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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融合A^(*)与DWA算法的移动机器人动态避障研究 被引量：2
2
作者 鲁志 刘莹煌 +1 位作者 张绪坤 侯睿 《电子测量技术》 北大核心 2025年第8期34-45,共12页
针对传统A^(*)算法在路径规划时存在搜索效率低、穿插障碍物、路径不平滑、无法规避未知障碍物等问题,提出了一种改进A^(*)算法与改进DWA算法相融合的移动机器人动态避障方法。在改进A^(*)算法中,引入全局障碍物占比率,在启发函数中增... 针对传统A^(*)算法在路径规划时存在搜索效率低、穿插障碍物、路径不平滑、无法规避未知障碍物等问题,提出了一种改进A^(*)算法与改进DWA算法相融合的移动机器人动态避障方法。在改进A^(*)算法中,引入全局障碍物占比率,在启发函数中增加动态权重系数,优化搜索领域,设定安全距离去除冗余节点,并加入三阶贝塞尔曲线对路径进行平滑处理,同时在DWA算法中加入目标点代价子函数,并动态调整代价函数系数,最后将改进A^(*)算法与改进DWA算法进行融合,实现移动机器人的动态避障。仿真实验结果显示,在不同环境中,本文改进A^(*)算法与传统A^(*)算法以及其他改进A^(*)算法相比,路径长度分别平均缩短了5.14%和1.01%,搜索节点分别减少了57.05%和36.59%,规划时间分别减少了34.39%和8.49%;本文改进融合算法与传统融合算法以及其他融合算法相比,路径长度分别平均缩短了19.89%和1.82%,规划时间分别平均减少了53.66%和13.01%。证明了本文所提出的改进融合算法有效缩短了规划的路径长度与时间,能够在复杂的动态环境下实现实时避障,满足移动机器人行驶过程中的高效性和安全性。 展开更多
关键词 A^(*)算法 DWA算法 移动机器人 动态避障
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基于行人轨迹预测的无人车动态避障方法 被引量：1
3
作者 张岳 王晶 +4 位作者 王鼎衡 代昌华 段援朝 刘保荣 张霄嵩 《系统工程与电子技术》 北大核心 2025年第7期2371-2382,共12页
针对无人车自主导航过程中对行人避障时未考虑目标运动趋势所导致的避障效果欠佳的问题,提出一种基于行人轨迹预测的无人车动态避障方法。首先,利用深度相机和目标检测算法完成行人的识别及位置解算,并通过跟踪获得行人位置的时序信息... 针对无人车自主导航过程中对行人避障时未考虑目标运动趋势所导致的避障效果欠佳的问题,提出一种基于行人轨迹预测的无人车动态避障方法。首先,利用深度相机和目标检测算法完成行人的识别及位置解算,并通过跟踪获得行人位置的时序信息。其次,将一维卷积神经网络(convolutional neural network,CNN)和双向门控循环单元(bidirectional gated recurrent unit,BiGRU)相结合,并融入注意力(attention,ATT)机制,构建CNN-BiGRU-ATT行人轨迹预测模型,由行人当前位置序列预测未来轨迹。最后,通过Bresenham算法将行人当前位置及轨迹预测结果叠加在代价地图上,使得全局和局部路径规划算法提前规避碰撞风险。实验表明,基于深度相机的行人检测、定位方法能够准确计算行人历史轨迹,为轨迹预测模型提供可靠的输入;基于CNN-BiGRU-ATT的行人轨迹预测模型在多种运动状态下预测误差更小。融入轨迹预测结果的代价地图可提高路径规划的前瞻性,避免无人车频繁更改全局和局部路径,降低导航任务用时和碰撞风险。 展开更多
关键词 自主导航 轨迹预测 代价地图 动态避障
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融合多传感器大数据的工业巡检机器人动态避障规划方法研究
4
作者 孙琳 邢宏根 刘梦君 《传感技术学报》 北大核心 2025年第10期1839-1845,共7页
工业巡检环境中存在动态移动人员、固定设备等障碍物,环境的变化和不确定性较高,降低了机器人的避障精度。为此,提出融合多传感器大数据的工业机器人动态避障规划方法。利用多传感器采集工业巡检机器人运动速度及角度及位置等基础运动... 工业巡检环境中存在动态移动人员、固定设备等障碍物,环境的变化和不确定性较高,降低了机器人的避障精度。为此,提出融合多传感器大数据的工业机器人动态避障规划方法。利用多传感器采集工业巡检机器人运动速度及角度及位置等基础运动学信息,明确机器人在工业巡检环境中的运动状态。采用扩展卡尔曼滤波器对采集信息展开融合处理,有效地消除噪声和不确定性,实现更准确的工业巡检机器人位置估计。引入人工势场法,并改进斥力函数进行动态避障规划,使工业巡检机器人能够更灵活、高效地规避障碍物。仿真结果表明,所提方法可将工业巡检机器人与规定的5个障碍物坐标基本一致,动态避障定位误差控制在±0.02,障碍物碰撞率为1.28%,位移误差率为0.49%。 展开更多
关键词 多传感器大数据融合 工业巡检机器人 动态避障规划 扩展卡尔曼滤波器 人工势场法
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基于深度强化学习的机械臂动态避障算法设计与实验验证
5
作者 冒建亮 王展 +2 位作者 周昕 夏飞 张传林 《实验技术与管理》 北大核心 2025年第4期78-85,共8页
针对非结构化环境中的机械臂动态避障任务,提出基于深度强化学习(deep reinforcement learning,DRL)的算法设计与实验验证流程。通过设计全面的奖励函数来平衡动态避障与目标跟踪,包括末端避障、本体避障、自碰撞避免、精确到达目标和... 针对非结构化环境中的机械臂动态避障任务,提出基于深度强化学习(deep reinforcement learning,DRL)的算法设计与实验验证流程。通过设计全面的奖励函数来平衡动态避障与目标跟踪,包括末端避障、本体避障、自碰撞避免、精确到达目标和运动平滑性。利用Python编程环境搭建仿真平台训练智能体,实现高效的状态识别与动作执行。将训练好的模型应用于实际机械臂,并结合视觉伺服系统,完成实时环境感知与精准避障测试。实验结果验证了DRL算法的性能,为实验室科研智能化和自主化提供了技术支撑,同时有助于培养学生理论联系实际的能力。 展开更多
关键词 机械臂 深度强化学习 动态避障 轨迹规划
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融合改进A*算法与DWA算法的机器人动态避障方法研究
6
作者 张艳 李炳华 +1 位作者 霍涛 刘榕 《系统仿真学报》 北大核心 2025年第6期1555-1564,共10页
针对传统A*算法在路径规划过程中存在扩展节点多、路径转折点多,并且无法处理复杂环境中出现的动态障碍物等问题,提出了一种融合改进A*算法与DWA算法的机器人动态避障方法。在传统A*算法基础上改进邻域扩展方法,有效避免了经典四邻域扩... 针对传统A*算法在路径规划过程中存在扩展节点多、路径转折点多,并且无法处理复杂环境中出现的动态障碍物等问题,提出了一种融合改进A*算法与DWA算法的机器人动态避障方法。在传统A*算法基础上改进邻域扩展方法,有效避免了经典四邻域扩展中存在的冗余节点多和八邻域扩展中存在的从障碍物中间穿过的路径等问题;设计了一种象限选择方法,在路径搜索过程中可以有效减少扩展节点的数量;设计了冗余点剔除策略,剔除路径多余节点;在每两个相邻节点间采用DWA算法进行局部路径规划,保证在全局最优路径的基础上实现了动态避障。实验结果验证了算法在机器人路径规划中的可行性。 展开更多
关键词 机器人路径规划 改进A*算法 DWA算法 动态避障
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改进DWA算法的移动机器人静动态避障研究
7
作者 王丰 陈洋 +1 位作者 王志军 于浩 《重庆理工大学学报(自然科学)》 北大核心 2025年第7期142-148,共7页
移动机器人在行驶过程中需要躲避静态和动态双重障碍物,针对传统DWA(dynamic window approach,DWA)算法在选择路径时,受静态和动态双重障碍物的影响,容易造成算法运算缓慢、易陷入局部最优解、运动状态不稳定的问题,提出了一种融合多物... 移动机器人在行驶过程中需要躲避静态和动态双重障碍物,针对传统DWA(dynamic window approach,DWA)算法在选择路径时,受静态和动态双重障碍物的影响,容易造成算法运算缓慢、易陷入局部最优解、运动状态不稳定的问题,提出了一种融合多物理因素的DWA局部路径规划算法。在传统DWA算法基础上,设置障碍物阈值对距离评价函数进行改进,减少机器人受较远障碍物的影响,加快判定速度;采用自适应机制对算法的安全系数进行动态调节,解决局部最优解及路径不平滑的问题;通过改进归一化函数,减少各个物理量之间的差异,使机器人能够快速选择出最优速度,保证机器人运动状态的稳定;最后,通过两组不同的仿真及模拟场地实验进行对比验证,实验结果证明了改进后的算法相较于原始算法在判定速度、路径平滑度、路径安全性、运动稳定性方面均有明显提升。 展开更多
关键词 移动机器人 改进DWA算法 局部路径规划 静动态避障
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滚动窗口的动态避障路径规划方法及优化 被引量：1
8
作者 支奕琛 谷玉海 +1 位作者 徐小力 龙伊娜 《机械设计与制造》 北大核心 2024年第10期331-338,共8页
针对目前移动机器人在复杂环境例如存动态障碍物的环境下路径规划能力较弱的情况,提出一种基于优化后的滚动窗口法进行动态避障。首先对滚动窗口法的基础理论进行介绍并分析其在应用中存在的问题,得出该方法中局部子目标点的选取方式有... 针对目前移动机器人在复杂环境例如存动态障碍物的环境下路径规划能力较弱的情况,提出一种基于优化后的滚动窗口法进行动态避障。首先对滚动窗口法的基础理论进行介绍并分析其在应用中存在的问题,得出该方法中局部子目标点的选取方式有可能使得机器人的规划出的路径陷入极小值点。在此基础上,对选择局部子目标点的方法进行了优化。然后为了防止随时可能出现的障碍物,基于动态障碍物的运行机理建立对应的数学模型,对障碍物的运行轨迹进行预测,从而根据不同的运动轨迹来设计避障对策。最后根据设计的优化方案,对预期目标进行仿真测试。在将仿真测试数据与实验结果进行验证,发现该算法能够实现在复杂的运行环境下,机器人自动规避动态障碍物具有较高的适用性。 展开更多
关键词 移动机器人 动态避障 滚动窗口法
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基于时空图注意力网络的服务机器人动态避障
9
作者 杜海军 余粟 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期105-112,共8页
为了解决服务机器人在具有自主决策能力的密集人群中容易发生碰撞、假死和路径不自然等问题,在深度强化学习的框架下提出基于时空图注意力网络的服务机器人动态避障算法。时空图注意力网络作为邻近策略优化(PPO)算法的决策函数,首先采... 为了解决服务机器人在具有自主决策能力的密集人群中容易发生碰撞、假死和路径不自然等问题,在深度强化学习的框架下提出基于时空图注意力网络的服务机器人动态避障算法。时空图注意力网络作为邻近策略优化(PPO)算法的决策函数,首先采用门控循环单元控制机器人对环境的记忆和遗忘程度,提取环境的时间特征,使其对行人运动趋势有一定的预测作用;然后采用图注意力网络获取机器人和行人在空间上的隐式交互特征,使机器人能寻找无碰撞路径;最后在PPO算法中对时空图注意力网络进行训练,使得机器人在人群中完成无碰撞导航任务。在人均2.5 m^(2)的动态封闭环境中对算法进行实验验证,结果表明,与非学习型的动态窗口算法相比,该算法导航成功率提高71个百分点,与基于学习型的DSRNN-RL算法相比,该算法导航成功率提高3个百分点同时导航路径更短。Gazebo环境下的实时导航测试结果表明,所提算法的平均推理时间为21.90 ms,可以满足实时导航的要求。 展开更多
关键词 服务机器人 动态避障 深度强化学习 时空图注意力网络 实时导航
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基于速度障碍法和动态窗口法的无人水面艇动态避障 被引量：31
10
作者 张洋洋 瞿栋 +1 位作者 柯俊 李小毛 《上海大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2017年第1期1-16,共16页
速度障碍法是一种普遍应用在无人水面艇(unmanned surface vehicle,USV)上的动态避障方法,但传统的速度障碍法未考虑无人水面艇运动学性能与障碍物运动信息误差的影响,也未明确何时开始避障与结束避障.在速度障碍法的基础上,用椭圆表示... 速度障碍法是一种普遍应用在无人水面艇(unmanned surface vehicle,USV)上的动态避障方法,但传统的速度障碍法未考虑无人水面艇运动学性能与障碍物运动信息误差的影响,也未明确何时开始避障与结束避障.在速度障碍法的基础上,用椭圆表示无人水面艇与障碍物,给出一种求解椭圆切线的方法;将动态窗口法与速度障碍物法相结合,考虑无人水面艇的运动学性能,只使用无人水面艇在给定时间内能到达的速度和方向进行避障计算;通过比较碰撞时间与无人水面艇避开障碍物所需的时间来确定何时开始避障,并提出一种结束避障的判断方法;为了减小障碍物运动信息误差的影响,提出了一种虚拟障碍物方法.最后,通过仿真实验验证了该避障方法的可行性与有效性. 展开更多
关键词 无人水面艇 动态避障 速度障碍 动态窗口 虚拟障碍物
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基于椭圆碰撞锥的无人艇动态避障方法 被引量：23
11
作者 蒲华燕 丁峰 +2 位作者 李小毛 罗均 彭艳 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第7期1756-1762,共7页
为了提高无人艇在海洋动态避障中的效率,提出一种基于椭圆聚类-碰撞锥推演的可预测型无人艇海洋动态避障控制方法。在现有的路径规划算法,大多数对障碍物进行圆形建模,进一步采取规避措施。依据无人艇在海洋环境下实际的碰撞问题,提出... 为了提高无人艇在海洋动态避障中的效率,提出一种基于椭圆聚类-碰撞锥推演的可预测型无人艇海洋动态避障控制方法。在现有的路径规划算法,大多数对障碍物进行圆形建模,进一步采取规避措施。依据无人艇在海洋环境下实际的碰撞问题,提出对动态船只进行椭圆聚类,进一步提高无人艇的避障效率。提出的避障算法结合了《国际海上避碰规则》(COLREGS),并在避障结束后回归到初始规划轨迹上,最后,对提出的动态避障算法进行了仿真分析和实验测试。 展开更多
关键词 无人艇 碰撞锥 动态避障 《国际海上避碰规则》
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复杂动态环境下无人飞行器动态避障近似最优轨迹规划 被引量：13
12
作者 郭行 符文星 +2 位作者 付斌 陈康 闫杰 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期182-190,共9页
针对复杂动态环境下无人飞行器的动态障碍规避问题,基于合理假设建立了无人飞行器和动态障碍的运动学模型,并综合考虑无人飞行器飞行过程中的终端约束、控制输入约束、安全避障约束等,以能量最少为性能指标构建动态避障问题数学描述。之... 针对复杂动态环境下无人飞行器的动态障碍规避问题,基于合理假设建立了无人飞行器和动态障碍的运动学模型,并综合考虑无人飞行器飞行过程中的终端约束、控制输入约束、安全避障约束等,以能量最少为性能指标构建动态避障问题数学描述。之后,针对终端约束和控制输入约束,依据优化模型预测静态规划算法(OMPSP)生成初始轨迹;针对动态避障问题的不等式约束,引入松弛变量并结合滑模变结构控制方法设计松弛变量动力学,实现对一个、多个或同时多个动态障碍的安全规避;最后,依据有限时间微分动态规划(RHDDP)算法进行轨迹优化,获得满足上述各种约束并能规避动态障碍的近似最优轨迹。 展开更多
关键词 无人飞行器 动态避障 优化模型预测静态规划 松弛变量 近似最优轨迹
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基于新人工势场函数的机器人动态避障规划 被引量：40
13
作者 樊晓平 李双艳 陈特放 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第5期703-707,共5页
人工势场法是进行机器人路径规划时常用的方法,但若用圆锥曲线函数作为引力场数学模型时,在目标点会产生抖动问题.本文在分析抖动产生原因的基础上,增加一个指数项到引力场函数中,从而消除了奇异值点,避免了抖动现象.然后将一敏感度参... 人工势场法是进行机器人路径规划时常用的方法,但若用圆锥曲线函数作为引力场数学模型时,在目标点会产生抖动问题.本文在分析抖动产生原因的基础上,增加一个指数项到引力场函数中,从而消除了奇异值点,避免了抖动现象.然后将一敏感度参数引入斥力场函数,以便灵活控制运动过程中机器人与障碍物距离的大小.通过对敏感度的调节,还可以克服传统势场法中目标点在斥力作用范围内时,机器人无法到达目标点的缺陷.最后给出新势场法的仿真. 展开更多
关键词 人工势场法 动态避障 机器人
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基于改进型遗传算法的动态避障路径规划方法 被引量：11
14
作者 陈华华 郭晔 +1 位作者 杜歆 顾伟康 《传感技术学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第2期520-524,共5页
针对遗传算法易陷入局部最优的不足,在标准遗传算法基础上加入了三个新的操作-复原、重构和录优操作,使改进后的遗传算法收敛于全局最优,并在此基础上以路边约束、动态避障和路径最短作为适应度函数,提出了动态避障的路径规划方法。通... 针对遗传算法易陷入局部最优的不足,在标准遗传算法基础上加入了三个新的操作-复原、重构和录优操作,使改进后的遗传算法收敛于全局最优,并在此基础上以路边约束、动态避障和路径最短作为适应度函数,提出了动态避障的路径规划方法。通过实验仿真验证了算法的有效性、准确性和实时性,并与基于以往的遗传算法的路径规划方法进行比较,结果表明本文提出的方法在产生的路径长度和算法运行时间上都具有更优的性能。 展开更多
关键词 遗传算法 随机性 动态避障 路径规划
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基于神经网络和遗传算法的机器人动态避障路径规划 被引量：23
15
作者 陈华华 杜歆 顾伟康 《传感技术学报》 CAS CSCD 2004年第4期551-555,共5页
文中提出了基于神经网络和遗传算法的动态环境下机器人动态避障路径规划方法 ,机器人工作空间动态环境信息的神经网络模型 ,并利用该模型建立机器人动态避障与神经网络输出的关系 ,然后将需规划路径的二维编码简化成一维编码 ,并把动态... 文中提出了基于神经网络和遗传算法的动态环境下机器人动态避障路径规划方法 ,机器人工作空间动态环境信息的神经网络模型 ,并利用该模型建立机器人动态避障与神经网络输出的关系 ,然后将需规划路径的二维编码简化成一维编码 ,并把动态避障要求和最短路径要求融合成一个适应度函数。通过对算法进行实验仿真 ,结果表明提出的动态路径规划方法是正确和有效的。 展开更多
关键词 神经网络 遗传算法 路径规划 动态避障 适应度函数
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基于改进人工势场的无人机动态避障路径规划 被引量：26
16
作者 丛玉华 赵宗豪 +1 位作者 邢长达 王志胜 《兵器装备工程学报》 CSCD 北大核心 2021年第9期170-176,共7页
对人工势场法进行改进,通过设置探测窗口判断是否存在狭窄通道,如存在则激活衰减函数,进而调整斥力场系数,消除狭窄通道处轨迹振荡现象;通过设置无人机与目标点距离因子调整斥力场系数,当靠近目标点时,减小斥力系数从而减小斥力,解决目... 对人工势场法进行改进,通过设置探测窗口判断是否存在狭窄通道,如存在则激活衰减函数,进而调整斥力场系数,消除狭窄通道处轨迹振荡现象;通过设置无人机与目标点距离因子调整斥力场系数,当靠近目标点时,减小斥力系数从而减小斥力,解决目标与障碍物距离很近时目标点不可达问题。仿真验证了算法改进后,在保证路径规划效果的基础上解决了轨迹振荡和目标不可达问题。 展开更多
关键词 无人机 动态避障 路径规划 人工势场 轨迹振荡 目标不可达
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AS-R移动机器人的动态避障与路径规划研究 被引量：9
17
作者 陈晋音 杨东勇 邹青华 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2012年第3期222-226,共5页
针对移动机器人的动态避障和路径规划问题,以AS-R移动机器人为平台,设计了一种基于行为分析的动态避障策略。根据避障问题将移动机器人整个运行过程中的行为划分成趋向目标行为、避障行为、沿墙走行为及紧急避障4种行为,有效实现了机器... 针对移动机器人的动态避障和路径规划问题,以AS-R移动机器人为平台,设计了一种基于行为分析的动态避障策略。根据避障问题将移动机器人整个运行过程中的行为划分成趋向目标行为、避障行为、沿墙走行为及紧急避障4种行为,有效实现了机器人的动态避障,并解决了两种避障难题:左右摆动问题和凹型障碍物问题。利用多传感器结合检测方法,通过红外传感器减少盲区和镜面反射带来的误差,通过间隔采样或分组采样技术避免多路串扰问题;对均值滤波与中值滤波进行实验对比后,提出一种递推型中值滤波方法,从而提高了数据在空间和时间上的连续性,有效地减少了超声波随机串扰信号及其它干扰信号,进而提高了探测模块的准确度。最后设计了几种复杂环境下机器人的动态避障和路径规划,并验证了所提方法的有效性。 展开更多
关键词 AS-R移动机器人 行为分析 模糊逻辑 动态避障 路径规划
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基于深度强化学习的舰载机动态避障方法 被引量：15
18
作者 薛均晓 孔祥燕 +4 位作者 郭毅博 鲁爱国 李鉴 万曦 徐明亮 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第7期1102-1112,共11页
针对高度异构、动态的航母甲板作业场景中的舰载机避障问题,提出一种结合预测算法和深度强化学习的避障方法.该方法包含场景建模、奖励模型和轨迹预测模型等模块.首先基于智能体状态和动作空间对航母甲板场景进行建模;然后利用最小二乘... 针对高度异构、动态的航母甲板作业场景中的舰载机避障问题,提出一种结合预测算法和深度强化学习的避障方法.该方法包含场景建模、奖励模型和轨迹预测模型等模块.首先基于智能体状态和动作空间对航母甲板场景进行建模;然后利用最小二乘法对场景中动态障碍物的位置进行实时轨迹预测,并构造了包含路径预测模块的深度强化学习方法——环境预测深度Q网络(PDQN);最后利用该方法实现航母甲板作业场景中的舰载机动态避障.利用Python绘图集Matplotlib进行仿真实验,实验数据结果表明,相比于Q-learning,SARSA等方法,所提方法的准确率提升了15%~25%,路径长度短9%~39%,平均奖励值高30%~100%,收敛速度快1~2倍且训练平稳后准确率的标准差小2%~50%. 展开更多
关键词 航空母舰 强化学习 轨迹预测 动态避障
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移动机器人自主动态避障方法 被引量：6
19
作者 张贺 缪存孝 +3 位作者 唐友军 闫晓强 时彦洋 余远金 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第6期1013-1021,共9页
针对基于水流场的全向移动机器人动态避障过程中可能出现的避障失效和避障路径过长问题,提出了一种基于速度斥力场改进人工势场方法的全向移动机器人自主动态避障方法。详细分析基于水流场改进的人工势场法在动态避障过程中存在的移动... 针对基于水流场的全向移动机器人动态避障过程中可能出现的避障失效和避障路径过长问题,提出了一种基于速度斥力场改进人工势场方法的全向移动机器人自主动态避障方法。详细分析基于水流场改进的人工势场法在动态避障过程中存在的移动机器人从障碍物前方绕过而引起的避障路径过长或避障失效问题;在基于水流场的人工势场避障方法中,根据移动机器人和动态障碍物的相对速度,引入速度斥力场,使得移动机器人从动态障碍物的后方通过,实现全向移动机器人的安全自主动态避障。通过仿真和室内避障实验,验证了所提自主动态避障方法的有效性和实用性。 展开更多
关键词 移动机器人 人工势场 水流场 速度斥力场 动态避障
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基于改进速度障碍法的水面无人艇动态避障 被引量：14
20
作者 洪晓斌 徐郑攀 +2 位作者 魏新勇 朱坤财 陈远明 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第9期2126-2139,共14页
针对水面无人艇在复杂海况下的动态避障问题,构建了障碍物模型和碰撞风险模型,通过引入多个约束条件的改进速度障碍法,实现了复杂海况下水面无人艇动态避障的航迹重规划。针对无人艇长宽比较大的几何特点,提出了矩形包围框的障碍物模型... 针对水面无人艇在复杂海况下的动态避障问题,构建了障碍物模型和碰撞风险模型,通过引入多个约束条件的改进速度障碍法,实现了复杂海况下水面无人艇动态避障的航迹重规划。针对无人艇长宽比较大的几何特点,提出了矩形包围框的障碍物模型描述方法,建立无人艇相对运动模型,并在船体坐标系下计算相对运动参数。通过计算碰撞危险度来确定开始避障的时机。最后,在速度障碍法的基础上引入障碍物模型约束和水面无人艇自主局部避障系统特性约束对避障路径进行优化,并通过实验获得动态避障环境下的航迹重规划结果。基于V-REP(Virtual Robot Experimentation Platform)平台仿真实验以及实船避障实验表明,在航速12节的情况下,避碰过程中的路径重规划时间在15 s以下,满足在实际航行多约束条件下水面无人艇的动态避障要求。 展开更多
关键词 无人艇 碰撞危险度模型 改进速度障碍法 动态避障方法
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