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优化改进A^(*)和动态窗口法的机器人路径规划 被引量：12
1
作者 辛鹏 马希青 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2022年第4期7-10,共4页
针对传统A^(*)算法规划的路径理论上不是最优,路径中存在较多拐点和冗余路段等问题,通过3个步骤进行改进。首先,扩展A^(*)算法的搜索邻域,用于减少路径规划子节点数,打破了路径搜索方向仅为0.25π的限制;其次,改进代价函数,提高搜索效率... 针对传统A^(*)算法规划的路径理论上不是最优,路径中存在较多拐点和冗余路段等问题,通过3个步骤进行改进。首先,扩展A^(*)算法的搜索邻域,用于减少路径规划子节点数,打破了路径搜索方向仅为0.25π的限制;其次,改进代价函数,提高搜索效率,对改进A^(*)算法规划的路径通过提取关键点进行优化,剔除冗余节点和冗余路段;最后,将优化后的路径以相邻节点分段使用改进动态窗口法进行规划,融合算法分别与传统A^(*)算法与传统动态窗口法对比。研究结果表明,融合算法安全性更高,路径更短,且能够实现避开动态障碍物。 展开更多
关键词 优化改进A^(*)算法 改进动态窗口法 融合算法 动态避障
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融合改进RRT和动态窗口法的路径规划算法 被引量：3
2
作者 辛鹏 马希青 《机床与液压》 北大核心 2022年第23期20-24,共5页
针对传统RRT算法在规划中随机性过大,搜索时间过长且不能够实现动态避障等问题,从3个方面进行改进。针对RRT算法搜索树扩展方向过于随机,根据以起始点与目标点为对角线的矩形中的障碍物占比向目标点方向扩展,分别在有障碍物与无障碍物... 针对传统RRT算法在规划中随机性过大,搜索时间过长且不能够实现动态避障等问题,从3个方面进行改进。针对RRT算法搜索树扩展方向过于随机,根据以起始点与目标点为对角线的矩形中的障碍物占比向目标点方向扩展,分别在有障碍物与无障碍物的环境中与传统RRT算法对比,验证改进算法的高效性;对改进算法规划的路径进行关键节点提取,并按照关键节点进行优化;将优化后路径分段使用改进动态窗口法。将融合算法与传统动态窗口法以及RRT算法在路径拐点数量以及路径长度等方面进行比对,结果表明:融合算法具有高效性且在规划的路径中加入临时障碍物时,移动机器人也能很好地避开。 展开更多
关键词 改进RRT算法 改进动态窗口法 融合算法 避障
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基于改进A^(*)算法与动态窗口法融合的机器人随机避障方法研究 被引量：100
3
作者 迟旭 李花 费继友 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第3期132-140,共9页
针对机器人在存在随机障碍物环境中采用A^(*)算法规划路径会出现碰撞或路径规划失败的问题,提出了一种将改进A^(*)算法与动态窗口法相融合的机器人随机避障方法。在改进A^(*)算法中,首先优化了搜索点选取策略和评价函数,提高了A^(*)算... 针对机器人在存在随机障碍物环境中采用A^(*)算法规划路径会出现碰撞或路径规划失败的问题,提出了一种将改进A^(*)算法与动态窗口法相融合的机器人随机避障方法。在改进A^(*)算法中,首先优化了搜索点选取策略和评价函数,提高了A^(*)算法的搜索效率;然后提出冗余点删除策略,剔除路径中的冗余节点,并在每两个相邻节点间采用动态窗口法进行局部规划,确保在全局最优路径基础之上,实时随机避障,使机器人顺利到达目标点。实验结果表明,改进A^(*)算法较传统A^(*)算法平均可减少4.39%的路径长度和65.56%的计算时长,融合动态窗口法后,能在全局路径基础上修正局部路径,实现随机避障,验证了该算法的有效性。 展开更多
关键词 机器人 路径规划 随机避障 改进A^(*)算法融合动态窗口法
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基于改进DWA的四轮差速移动底盘模型算法研究
4
作者 张延军 韩雨 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2024年第9期98-103,107,共7页
针对四轮差速移动底盘在路径规划中遇到的局部最优问题以及目标不可达到的问题,提出了一种改进的动态窗口法(dynamic window approach,DWA)。在传统DWA算法的基础上对评价函数进行了改进,针对局部最优问题,引入预碰撞评价函数,能够使移... 针对四轮差速移动底盘在路径规划中遇到的局部最优问题以及目标不可达到的问题,提出了一种改进的动态窗口法(dynamic window approach,DWA)。在传统DWA算法的基础上对评价函数进行了改进,针对局部最优问题,引入预碰撞评价函数,能够使移动底盘在移动过程中提前避开位于移动底盘和目标点之间的障碍物以及凹型障碍物;针对目标不可达问题,改进航向评价函数的权重系数,将航向角评价函数权重系数设为随移动底盘与目标距离减小而增大的权重函数,能够有效解决目标不可达问题。改进后的DWA算法可通过新的评价函数规划出更为合理高效的移动路径。通过对改进DWA算法进行MATLAB仿真实验验证表明,改进后的DWA算法具有良好的效果,保证了四轮差速移动底盘良好的避障性能。 展开更多
关键词 路径规划 四轮差速 改进动态窗口法(DWA) 评价函数
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基于改进A^(*)和DWA融合的机器人路径规划
5
作者 崔鹏鹏 张梅 周伸伸 《传感器与微系统》 北大核心 2025年第7期144-148,154,共6页
针对传统A^(*)算法在复杂环境中存在的路径冗余、贴近障碍物及动态避障不足等问题,以及动态窗口法(DWA)算法易陷入局部最优、动态响应滞后等问题,本文提出一种改进A^(*)与DWA算法融合的路径规划算法,融合算法将全局路径关键节点与动态... 针对传统A^(*)算法在复杂环境中存在的路径冗余、贴近障碍物及动态避障不足等问题,以及动态窗口法(DWA)算法易陷入局部最优、动态响应滞后等问题,本文提出一种改进A^(*)与DWA算法融合的路径规划算法,融合算法将全局路径关键节点与动态避障结合,兼顾全局最优与动态适应性。在全局规划中,改进A^(*)算法通过自适应评价函数动态调整启发式权重,引入安全距离惩罚项与障碍物密度感知机制,来优化路径安全性与平滑性,并结合线段可达性检测策略消除冗余转折点;在局部规划中,改进DWA算法通过多目标评价函数融合全局路径跟踪、障碍物距离及轨迹平滑性指标,增强避障灵活性与实时性。实验结果表明,该算法在路径全局最优性、动态避障效率及轨迹平滑度方面均表现出显著优势。 展开更多
关键词 机器人路径规划 改进A^(*)算法 改进动态窗口法算法 融合算法 动态避障
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融合改进RRT和Dijkstra算法的机器人动态路径规划 被引量：34
6
作者 马新国 马希青 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2023年第2期5-9,共5页
针对传统RRT算法在规划中随机性过大,节点利用率低且得出的路径并非最优等问题,从3个方面进行改进。首先,针对RRT在随机点采样过程中无方向性的问题,设置目标节点采样率,每次采样时目标点有几率成为采样点,使路径可以快速接近目标点;其... 针对传统RRT算法在规划中随机性过大,节点利用率低且得出的路径并非最优等问题,从3个方面进行改进。首先,针对RRT在随机点采样过程中无方向性的问题,设置目标节点采样率,每次采样时目标点有几率成为采样点,使路径可以快速接近目标点;其次,动态设置步长使机器人能根据周围障碍物数量动态调整步长,减少迭代步数;最后,在得到RRT算法规划出的一条可行路径后,向周围扩展可行区域,将可行区域栅格化,通过Dijkstra算法找出可行区域中的最短路线,优化RRT算法得出的路线。最后将所获得的全局路径分段采用动态窗口算法。将RRT-Dijkstra融合算法与RRT算法、Dijkstra算法以及动态窗口算法在路径拐点数量以及路径长度等方面进行对比。实验表明,RRT-Dijkstra融合算法更高效,得到的路径更优。结合动态窗口算法后且能实现动态避障。 展开更多
关键词 优化改进RRT算法 DIJKSTRA算法 改进动态窗口法 融合算法 动态避障
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优化改进RRT和人工势场法的路径规划算法 被引量：19
7
作者 辛鹏 王艳辉 +2 位作者 刘晓立 马希青 徐东 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2023年第9期2899-2907,共9页
针对传统快速搜索随机数(RRT)算法在规划路径中随机性较大,搜索效率较低且规划的路径不利于机器人移动等缺点,从3个方向进行改进。首先,对于随机树扩展时随机性较大的问题,将传统的扩展方向加入改进人工势场法约束,使得随机树偏向目标... 针对传统快速搜索随机数(RRT)算法在规划路径中随机性较大,搜索效率较低且规划的路径不利于机器人移动等缺点,从3个方向进行改进。首先,对于随机树扩展时随机性较大的问题,将传统的扩展方向加入改进人工势场法约束,使得随机树偏向目标点生长;其次,将改进RRT算法规划的路径进行关键点提取,并优化路径;最后,将优化后的路径按照关键点分段使用改进评价函数的动态窗口法。实验表明,优化改进RRT算法相较于传统A*算法、传统RRT算法在路径长度、路径规划时间以及拐点等方面效果都更好,融合算法在复杂环境中规划出的路径能够很好地避开障碍物,路径更加平滑且更短。 展开更多
关键词 改进人工势场法 优化改进RRT算法 改进动态窗口法 融合算法 避障
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面向低噪声的航空器离场航迹优化
8
作者 程擎 彭塬铭 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第9期3620-3628,共9页
随着民航绿色发展的推进,航空器噪声问题已变得不容忽视。提出一种结合航空器性能的改进动态窗口法(dynamic window approach,DWA),引入连续爬升运行(continuous climb operations,CCO)的限制,构建航空器的性能约束。针对传统DWA算法中... 随着民航绿色发展的推进,航空器噪声问题已变得不容忽视。提出一种结合航空器性能的改进动态窗口法(dynamic window approach,DWA),引入连续爬升运行(continuous climb operations,CCO)的限制,构建航空器的性能约束。针对传统DWA算法中,运用遍历求解造成的解集粗糙问题,采用遗传算法(genetic algorithm,GA)进行优化。其次,针对滚动求解在步进中无法顾及全局噪声影响时间的问题,采用速度间接表示时间,从而优化航迹评价函数。添加人口分布的影响,使模型更加合理。最后,以成都双流机场BOKIR-8T离场方向为例,对比分析改进算法(DWA-GA)与传统DWA算法、比较有无人口分布影响下的航迹,并从航空器性能参数、噪声影响范围等方面进行分析。仿真结果表明,改进算法较传统DWA算法在低分辨率的情况下求解精度更高,且人口分布对航迹有着明显的影响。 展开更多
关键词 改进动态窗口法 降噪程序 持续爬升运行 航迹优化
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基于分层架构的自主代客泊车路径规划 被引量：6
9
作者 张家旭 王志伟 +2 位作者 郭崇 赵健 周时莹 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第5期883-888,共6页
为了解决最后一公里自动驾驶问题,提出一种基于分层架构的自主代客泊车路径规划算法.首先,利用栅格扫描算法快速准确地将自主代客泊车环境地图转化成为Voronoi图,量化自主代客泊车环境中任意栅格格网区域与其最近障碍物距离.随后,利用A... 为了解决最后一公里自动驾驶问题,提出一种基于分层架构的自主代客泊车路径规划算法.首先,利用栅格扫描算法快速准确地将自主代客泊车环境地图转化成为Voronoi图,量化自主代客泊车环境中任意栅格格网区域与其最近障碍物距离.随后,利用A*算法规划出全局自主代客泊车路径,并采用优先队列数据实现A*算法的开放列表来提升其计算效率.最后,基于自主代客泊车环境Voronoi图实现汽车碰撞检测,并采用改进动态窗口法沿着全局自主代客泊车路径规划出满足汽车非完整约束和机械约束的无碰撞路径,扩展传统动态窗口法的可行解空间和降低其保守性.在VC++6.0环境中验证所提出的自主代客泊车路径规划算法的可行性和有效性,结果表明,该算法可以安全、快速地引导汽车到达目标泊车位附近,为汽车后续执行泊车操作奠定基础. 展开更多
关键词 栅格扫描算法 自主代客泊车 路径规划 A*算法 改进动态窗口法
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