提出基于改进快速搜索随机树算法的船舶路径规划与跟踪控制方法。采用嵌入Dijkstra算法的改进快速随机搜索树算法(Rapidly⁃Exploring Random Tree,RRT)算法进行船舶路径规划。将规划的优化路径作为船舶运动控制系统的期望输入,基于工业...提出基于改进快速搜索随机树算法的船舶路径规划与跟踪控制方法。采用嵌入Dijkstra算法的改进快速随机搜索树算法(Rapidly⁃Exploring Random Tree,RRT)算法进行船舶路径规划。将规划的优化路径作为船舶运动控制系统的期望输入,基于工业界广为使用的内外环控制思想设计船舶运动学跟踪控制率,较好地解决了欠驱动船舶路径跟踪问题。在船舶动力学子系统中,利用神经网络逼近动力学子系统中的未建模动态和外部干扰,所设计的神经网络滑膜跟踪控制器能有效地跟踪运动学子系统的引导率信号。仿真试验验证了所提出的基于RRT的船舶路径规划与跟踪控制的有效性。展开更多
针对传统的快速扩展随机树(rapidly-exploring random tree,RRT)算法收敛速度较慢、规划航迹曲折的缺点,提出基于启发式引导策略、动态步长策略、双层平滑度优化策略的综合改进RRT算法。利用概率对随机树的生长方向进行引导;采用动态步...针对传统的快速扩展随机树(rapidly-exploring random tree,RRT)算法收敛速度较慢、规划航迹曲折的缺点,提出基于启发式引导策略、动态步长策略、双层平滑度优化策略的综合改进RRT算法。利用概率对随机树的生长方向进行引导;采用动态步长进行未知空间的搜索;通过双层平滑度优化策略进行规划航迹的平滑,规划出适合四旋翼无人机飞行的可行航迹。与其它改进方法进行仿真比较,实验结果表明,综合改进RRT算法规划的航迹更短且平滑度更好,已将其应用于四旋翼无人机两种类型的突发障碍的航迹规划中。展开更多
针对面向城市环境的四旋翼无人机的在线避障航迹规划问题,分别研究了常用的快速扩展随机树(Rapidly-exploring Random Tree,RRT)和人工势场的改进算法。为了解决RRT算法收敛速度慢、航迹曲折的问题,首先利用概率引导的方式对随机树的生...针对面向城市环境的四旋翼无人机的在线避障航迹规划问题,分别研究了常用的快速扩展随机树(Rapidly-exploring Random Tree,RRT)和人工势场的改进算法。为了解决RRT算法收敛速度慢、航迹曲折的问题,首先利用概率引导的方式对随机树的生长方向进行引导,然后对航迹进行裁减和B样条曲线平滑处理,生成满足四旋翼无人机性能要求的可行航迹;为了解决人工势场法陷入局部极小值和振荡的问题,首先利用改进的势场函数生成初始航迹,然后利用航迹点裁剪和B样条曲线进行优化,得到最终规划航迹。最后在城市环境模型下,从算法规划时间、规划航迹长度和转折角度3个方面将改进RRT算法与改进人工势场法进行仿真比较,结果表明改进RRT算法更适用于四旋翼的在线避障航迹规划。展开更多
文摘提出基于改进快速搜索随机树算法的船舶路径规划与跟踪控制方法。采用嵌入Dijkstra算法的改进快速随机搜索树算法(Rapidly⁃Exploring Random Tree,RRT)算法进行船舶路径规划。将规划的优化路径作为船舶运动控制系统的期望输入,基于工业界广为使用的内外环控制思想设计船舶运动学跟踪控制率,较好地解决了欠驱动船舶路径跟踪问题。在船舶动力学子系统中,利用神经网络逼近动力学子系统中的未建模动态和外部干扰,所设计的神经网络滑膜跟踪控制器能有效地跟踪运动学子系统的引导率信号。仿真试验验证了所提出的基于RRT的船舶路径规划与跟踪控制的有效性。
文摘针对传统的快速扩展随机树(rapidly-exploring random tree,RRT)算法收敛速度较慢、规划航迹曲折的缺点,提出基于启发式引导策略、动态步长策略、双层平滑度优化策略的综合改进RRT算法。利用概率对随机树的生长方向进行引导;采用动态步长进行未知空间的搜索;通过双层平滑度优化策略进行规划航迹的平滑,规划出适合四旋翼无人机飞行的可行航迹。与其它改进方法进行仿真比较,实验结果表明,综合改进RRT算法规划的航迹更短且平滑度更好,已将其应用于四旋翼无人机两种类型的突发障碍的航迹规划中。
文摘针对面向城市环境的四旋翼无人机的在线避障航迹规划问题,分别研究了常用的快速扩展随机树(Rapidly-exploring Random Tree,RRT)和人工势场的改进算法。为了解决RRT算法收敛速度慢、航迹曲折的问题,首先利用概率引导的方式对随机树的生长方向进行引导,然后对航迹进行裁减和B样条曲线平滑处理,生成满足四旋翼无人机性能要求的可行航迹;为了解决人工势场法陷入局部极小值和振荡的问题,首先利用改进的势场函数生成初始航迹,然后利用航迹点裁剪和B样条曲线进行优化,得到最终规划航迹。最后在城市环境模型下,从算法规划时间、规划航迹长度和转折角度3个方面将改进RRT算法与改进人工势场法进行仿真比较,结果表明改进RRT算法更适用于四旋翼的在线避障航迹规划。
