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题名针对复杂环境的模块化栅格地图构建算法
被引量：10
- 1
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作者
秦玉鑫
张高峰
王裕清
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机构
河南理工大学机械与动力工程学院
河南理工大学工程训练中心
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出处
《控制工程》
CSCD
北大核心
2016年第10期1627-1633,共7页
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基金
国家自然科学基金<监测机器人数据传输与控制理论研究>(U1261115)
2012年度高等学校博士学科学科点专项科研基金(20124116110003)
河南省省部共建国家重点实验室培育基地开放基金项目(WS2012A06)
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文摘
针对煤矿灾害救灾与信息探测机器人的自主导航问题,提出了一种用模块化的局部栅格地图表示复杂三维环境的地图构建算法。该算法使用TOF相机对三维环境信息进行获取,形成三维点云坐标矩阵。通过对坐标阵中每个点进行计算,判断坐标点在局部栅格地图中的位置,创建新的局部栅格地图,并对栅格单元占据概率进行实时更新,创建完整的全局环境栅格地图。根据栅格单元中坐标点的密度,对障碍物进行类型划分,确定通行区域与不可通行区域,简化路径规划的算法。实验结果和数据分析证明了本文地图构建方法的有效性和实用性。
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关键词
TOF相机
模块化局部栅格地图
三维点云图像
路径规划
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Keywords
TOF camera
modular local grid map
3D point cloud image
path planning
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分类号
TP24
[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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题名大环境下拓扑化栅格地图的多峰定位研究
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作者
王翰
蒋林
周亮
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机构
武汉科技大学机械传动与制造工程湖北省重点实验室
武汉科技大学机器人与智能系统研究院
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出处
《燕山大学学报》
CAS
北大核心
2020年第1期32-37,共6页
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基金
湖北省自然科学基金资助项目(2018CFB626)
机器人与智能系统研究院开放基金项目(F201803)
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文摘
通过对室内移动机器人定位研究发现,粒子滤波定位算法在较大的环境下效率低而且定位不准确。为了解决这个问题,提出一种基于拓扑化栅格地图的多峰粒子滤波定位方法。根据室内环境的特征不同,将栅格地图中的不同区域划分为若干拓扑节点。拓扑化栅格地图可以将地图的信息表现得更加简洁。通过对地图中不同的节点进行一次预匹配,来加快机器人定位的效率和准确性,同时为了消弭相似节点带来的影响,最后通过多峰粒子滤波的方法完成机器人的定位。实验结果证明该方法可以有效解决大环境中机器人定位不准确和效率低下等问题,可以帮助机器人实现大环境中的准确而快速定位。
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关键词
室内机器人定位
拓扑化栅格地图
节点预匹配
多峰粒子滤波算法
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Keywords
indoor robot localization
topological grid map
node pre-match
multi-peak particle filter algorithm
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分类号
TP249
[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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题名势场改进蚁群算法优化机器人路径规划
被引量：10
- 3
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作者
刘师良
杜改丽
黄武峰
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机构
河南医学高等专科学校
广西科技大学自动化学院
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出处
《机械设计与制造》
北大核心
2022年第11期301-304,共4页
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基金
2018年国家级实验教学示范课题(SFZX2018015)。
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文摘
针对全局静态环境下传统蚁群算路径规划时,易陷入局部最优、前期路径有效性差等问题,提出了基于改进人工势场优化蚁群算法的障碍物环境机器人路径规划算法,算法通过斥力改进和虚拟力点设置改进人工势场算法的U形障碍物避免能力,并通过改进势场优化蚁群算法的启发函数、信息素更新和状态转移函数,以调节信息素的自适应更新,从而平衡算法的收敛速度与全局搜索能力。仿真实验结果表明,所提算法具有较好的全局搜索能力,收敛速度和搜索能力优于实验采用的已有改进蚁群算法。
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关键词
路径规划
地图栅格化
改进人工势场
蚁群算法
自适应信息素更新
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Keywords
Path Planning
Map Rasterization
Improve Artificial Potential Field
Ant Colony Algorithm
Adaptive Pheromone Update
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分类号
TH16
[机械工程—机械制造及自动化]
TP242.6
[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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题名固定翼无人机飞行环境栅格化方法与路径规划
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作者
王安
张可
罗巍
颜鸿涛
宋宏川
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机构
中国空气动力研究与发展中心空天技术研究所
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出处
《兵器装备工程学报》
2025年第8期20-28,共9页
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文摘
无人机的路径规划是其自主能力的重要支撑,固定翼无人机具有飞行速度快、续航能力强、承载能力大等优势,但同时也面临着运动特性约束更强的技术挑战。当前应用于旋翼无人机和机器人的路径规划方法并不能很好的适用于固定翼无人机。结合固定翼无人机的性能特征,在环境栅格化建模过程中进行了系统性分析与优化,提出了一种与无人机性能特性相关的新型栅格地图构建方法。该方法充分有效的保证了相邻栅格节点之间的运动可达性,为基于栅格地图的固定翼路径规划提供了更为可靠的基础。创新性地将时间、能耗和安全性等多维权重因子引入路径规划方法,使其与固定翼无人机在不同节点间的实际运动消耗相匹配。并通过权重因子的动态调节,使其能够灵活适应不同场景下的多样化任务要求。为验证所提方法的有效性和先进性,进行了全面实验评估。结果表明,改进后的路径规划算法在固定翼无人机的任务执行中展现出显著优势,可为其提供更为高效、安全和经济的飞行路径选择。
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关键词
固定翼无人机
栅格化地图
路径规划
环境威胁因素
飞行性能
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Keywords
fixed-wing UAV
raster map
path planning
flight environment threat
flight performance
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分类号
V249.122
[航空宇航科学技术]
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题名改进灰狼算法的移动充电机器人路径规划
被引量：4
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作者
刘尚俊男
刘书海
肖华平
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机构
中国石油大学(北京)机械与储运工程学院
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出处
《现代制造工程》
CSCD
北大核心
2024年第4期49-56,共8页
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基金
中央高校基本科研业务费项目(2462020XKJS01)。
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文摘
移动充电机器人的出现解决了老旧停车场内电动汽车充电的问题,但停车场内复杂与随机的障碍物环境对其路径规划与避障功能提出了更高的要求。通过对传统灰狼算法的改进,对停车场内的电动汽车移动充电机器人的路径规划问题进行了仿真与分析。灰狼算法迭代速度快,但优化精度低,且容易陷入局部最优,在对停车场地图进行栅格化处理后,从适应度函数、收敛因子以及位置更新函数3个方面对传统灰狼算法进行了改进,并利用MATLAB软件进行了仿真。结果表明改进灰狼算法的平均迭代次数较传统灰狼算法减少了39.4%,路径长度缩短了4.7%,在与其他典型改进灰狼算法对比中路径长度最短。对同一停车场不同车位占用率的移动充电机器人的路径规划利用该算法进行了仿真,结果表明该算法在随机地图与不同目标位置的情况下均可以成功运行,验证了算法的稳定性。
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关键词
移动充电机器人
路径规划
灰狼算法
栅格化地图
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Keywords
mobile charging robot
path planning
gray wolf optimization algorithm
rasterized map
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分类号
TP242.6
[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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题名联合势场与蚁群算法的机器人路径规划
被引量：11
- 6
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作者
赵娜
陈越峰
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机构
辽东学院机械电子工程学院
华北理工大学矿业工程学院
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出处
《火力与指挥控制》
CSCD
北大核心
2021年第7期39-44,共6页
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基金
国家自然科学基金资助项目(41574072)。
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文摘
针对全局静态环境下传统蚁群算路径规划时,易陷入局部最优、前期路径有效性差等问题,提出了基于改进人工势场局部搜索和改进蚁群算法全局搜索的机器人路径规划算法。在地图环境栅格化基础上,算法首先利用有效障碍物检测和临时中间目标点改进人工势场算法,以优化其死锁和欠优问题,通过改进人工势场优化蚁群算法的初始路径搜索,避免其早期的交叉等问题,同时构建与收敛相关的负反馈通道,调节全局与局部信息素的自适应更新,以平衡算法的收敛速度与全局搜索能力。简单环境与复杂环境的仿真实验结果表明,所提算法具有较好的全局搜索能力,收敛速度和搜索能力优于已有改进蚁群算法,验证了算法的有效性。
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关键词
路径规划
地图栅格化
改进人工势场
蚁群算法
自适应信息素更新
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Keywords
path planning
map rasterization
improved artificial potential field
ant colony algorithm
adaptive pheromone update
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分类号
TP242.6
[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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