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基于角度搜索和深度Q网络的移动机器人路径规划算法 被引量：1
1
作者 李宗刚 韩森 +1 位作者 陈引娟 宁小刚 《兵工学报》 北大核心 2025年第2期30-44,共15页
针对深度Q网络(Deep Q Network,DQN)算法在求解路径规划问题时存在学习时间长、收敛速度慢的局限性,提出一种角度搜索(Angle Searching,AS)和DQN相结合的算法(Angle Searching-Deep Q Network,AS-DQN),通过规划搜索域,控制移动机器人的... 针对深度Q网络(Deep Q Network,DQN)算法在求解路径规划问题时存在学习时间长、收敛速度慢的局限性,提出一种角度搜索(Angle Searching,AS)和DQN相结合的算法(Angle Searching-Deep Q Network,AS-DQN),通过规划搜索域,控制移动机器人的搜索方向,减少栅格节点的遍历,提高路径规划的效率。为加强移动机器人之间的协作能力,提出一种物联网信息融合技术(Internet Information Fusion Technology,IIFT)模型,能够将多个分散的局部环境信息整合为全局信息,指导移动机器人规划路径。仿真实验结果表明:与标准DQN算法相比,AS-DQN算法可以缩短移动机器人寻得到达目标点最优路径的时间,将IIFT模型与AS-DQN算法相结合路径规划效率更加显著。实体实验结果表明:AS-DQN算法能够应用于Turtlebot3无人车,并成功找到起点至目标点的最优路径。 展开更多
关键词 移动机器人 路径规划 深度Q网络 角度搜索策略 物联网信息融合技术
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一种多模式轮腿移动机器人的设计与分析
2
作者 李晋馥 于泽 连宾宾 《天津大学学报（自然科学与工程技术版）》 EI CAS 北大核心 2025年第1期12-23,共12页
移动机器人作为智能勘探与侦察的自动化装备,在航天探测、抢险救灾等领域具有广阔的应用前景.轮腿式移动机器人因具有良好的机动性与越障能力而受到青睐.然而现有轮腿式移动机器人机身大多不可变形,导致机器人运动模式较少,地形适应性一... 移动机器人作为智能勘探与侦察的自动化装备,在航天探测、抢险救灾等领域具有广阔的应用前景.轮腿式移动机器人因具有良好的机动性与越障能力而受到青睐.然而现有轮腿式移动机器人机身大多不可变形,导致机器人运动模式较少,地形适应性一般.且机身易与障碍物发生碰撞,无法在具备良好的爬坡能力的同时保证跨越障碍物的效率.针对上述问题,本文提出了一种采用多连杆可变形机构作为机身的轮腿式移动机器人.在设计机器人轮腿及可变形机身的基础上,建立机器人整体运动学模型,据此规划机器人3种运动模式:同步步态、翻滚步态和蜷曲-伸展步态.开展机器人在典型地形(平坦地面、松软地形、上升坡度、下降坡度、障碍物)下的运动性能分析,揭示机器人结构参数与地形特征(爬坡角度、障碍物高度)映射关系.最后基于理论分析结果搭建物理样机并开展实验.实验结果表明,本文所设计的多模式轮腿移动机器人的最大爬坡角度和越障高度分别为44°和28 mm,具有良好的爬坡能力与越障性能.此外,得益于多模式运动特点,机器人在包含平坦地面及松软地形在内的多地形下均具有良好的通过性,验证了机器人方案的可行性.本文为多模式轮腿运动机器人的设计与应用提供有益参考. 展开更多
关键词 多模式移动机器人 轮腿式移动机器人 运动学建模 实验研究
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基于改进蜻蜓算法的移动机器人路径规划
3
作者 宋庆军 孟祥福 +3 位作者 姜海燕 宋庆辉 李凯 郝文超 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2025年第7期33-38,44,共7页
针对蜻蜓算法在路径规划中的收敛精度低和路径质量差等问题,提出了一种融合正余弦策略的蜻蜓优化算法。通过Piecewise混沌映射来初始化种群,进而确保了潜在解在探索空间中的均一分布,并引入了正余弦算法和莱维飞行来更新位置,增强了搜... 针对蜻蜓算法在路径规划中的收敛精度低和路径质量差等问题,提出了一种融合正余弦策略的蜻蜓优化算法。通过Piecewise混沌映射来初始化种群,进而确保了潜在解在探索空间中的均一分布,并引入了正余弦算法和莱维飞行来更新位置,增强了搜索效率。此外,通过在栅格地图上实施16方向24邻域搜索和对角障碍机制,减少了搜索次数。在不同环境中,该算法的搜索时间和迭代次数均优于蜻蜓算法和其他优化算法,规划的路径更短。在真实场景下的实验结果证明了其在收敛精度和速度上的显著提升,以及在路径规划领域的适用性。 展开更多
关键词 路径规划 移动机器人 蜻蜓算法 正余弦策略
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事件触发下多移动机器人抗干扰固定时间预定性能编队
4
作者 王健安 闫慧娴 +3 位作者 张君如 张捷 李明杰 赵志诚 《自动化学报》 北大核心 2025年第7期1703-1714,共12页
考虑多移动机器人编队系统存在模型参数不确定、未知扰动和有限通信资源问题,提出一种固定时间预定性能的事件触发编队控制方法.首先,设计新的固定时间干扰观测器以精确估计系统的复合扰动.其次,基于干扰观测器、预定性能函数、反步法... 考虑多移动机器人编队系统存在模型参数不确定、未知扰动和有限通信资源问题,提出一种固定时间预定性能的事件触发编队控制方法.首先,设计新的固定时间干扰观测器以精确估计系统的复合扰动.其次,基于干扰观测器、预定性能函数、反步法和固定时间理论,并考虑通信资源受限问题,设计时变阈值事件触发的固定时间预定性能编队控制器,使得编队误差在固定时间内收敛且满足预定性能要求.所提出的触发机制可减少因控制器和执行器频繁通信造成的网络资源浪费,且无Zeno行为发生.最后,通过对三个移动机器人进行编队仿真,验证了所提方法的有效性. 展开更多
关键词 多移动机器人 编队控制 干扰观测器 预定性能 固定时间 事件触发
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融合IGJO与TEB算法的移动机器人路径规划
5
作者 段震 袁源 +1 位作者 李原 李胜利 《传感器与微系统》 北大核心 2025年第4期132-136,共5页
针对当前移动机器人路径规划中存在规划效率低、动态性差的问题,提出了一种融合改进金豺优化(IGJO)算法和时间弹性带(TEB)法的路径规划方法。首先,在IGJO算法种群初始化中,引入了Tent映射逆向学习,从而增强算法的寻优能力;其次,引入柯... 针对当前移动机器人路径规划中存在规划效率低、动态性差的问题,提出了一种融合改进金豺优化(IGJO)算法和时间弹性带(TEB)法的路径规划方法。首先,在IGJO算法种群初始化中,引入了Tent映射逆向学习,从而增强算法的寻优能力;其次,引入柯西突变,对最优解进行扰动和更新,从而提升算法的寻优精度。最后,引入TEB算法作为动态规划算法,帮助移动机器人避开移动障碍,同时结合IGJO算法,提升算法的综合规划性能。仿真结果表明:在不同仿真环境中IGJO-TEB算法相较其他算法在路径距离、运行时间两方面分别减短了1.37%~2.65%和10.26%~21.77%。真实场景实验果表明:本文算法能够在各类实际场景下完成路径规划任务,较其他算法具有显著的优越性。 展开更多
关键词 金豺优化算法 时间弹性带算法 路径规划 移动机器人
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基于自适应滑模的四轮移动机器人轨迹跟踪控制
6
作者 郭磊 张雨晴 宋原 《郑州大学学报(工学版)》 北大核心 2025年第3期11-18,共8页
针对滑模控制中具有未知界的非匹配不确定性的估计与补偿问题,提出了一种适用于四轮移动机器人的非奇异终端滑模控制器,不需要已知界的不确定性的先验知识。为了保证滑模面的存在性,引入高斯过程回归对非匹配不确定性进行在线估计,一方... 针对滑模控制中具有未知界的非匹配不确定性的估计与补偿问题,提出了一种适用于四轮移动机器人的非奇异终端滑模控制器,不需要已知界的不确定性的先验知识。为了保证滑模面的存在性,引入高斯过程回归对非匹配不确定性进行在线估计,一方面避免采用高增益的控制,从而减小了控制量抖振;另一方面,通过高斯过程回归的估计结果对系统的不确定性进行补偿,从而提高了基于模型的滑模控制器的适应性。基于近端策略优化(PPO)算法设计了一种自适应终端滑模控制器,通过控制精度和控制输入的抖振幅度来构建奖励函数,以此对滑模控制器的参数进行自适应调整,从而减小抖振并提高跟踪精度。通过李雅普诺夫稳定性分析证明了非奇异终端滑模控制器的稳定性,基于数值仿真实验验证了所设计控制器的有效性。结果表明:与传统的终端滑模相比,所提出的自适应终端滑模控制器在保持较高控制精度的同时,抖振振幅减小了90%,优于传统的控制方法。 展开更多
关键词 四轮移动机器人 轨迹跟踪 终端滑模控制 自适应滑模控制 高斯过程回归 强化学习
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改进蚁群算法在移动机器人路径规划中的研究
7
作者 孟文俊 席超群 +1 位作者 王荣鑫 赵晓霞 《机械设计与制造》 北大核心 2025年第5期322-326,共5页
针对基本蚁群算法在移动机器人路径规划中收敛速度慢、易陷入局部最优等问题,提出了一种改进的蚁群算法。该方法设置矩形优选区域,并在区域内增加不同初始信息素浓度,避免初期盲目性搜索;路径节点选择采用伪随机转移策略,依据迭代次数... 针对基本蚁群算法在移动机器人路径规划中收敛速度慢、易陷入局部最优等问题,提出了一种改进的蚁群算法。该方法设置矩形优选区域,并在区域内增加不同初始信息素浓度,避免初期盲目性搜索;路径节点选择采用伪随机转移策略,依据迭代次数的变化自适应调整随机或确定选择的比例;信息素挥发因子随二次函数动态调整变化,提高搜索效率;将所得最优路径再次规划,减少转角次数。仿真结果表明,该算法的寻优能力和收敛速度有了很大的提高,验证了该算法的有效性和优越性。 展开更多
关键词 路径规划 蚁群算法 移动机器人 伪随机转移策略 信息素挥发因子
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考虑关节角加速度约束的移动机器人模糊控制方法研究
8
作者 商巍 孟祥祥 张道德 《现代电子技术》 北大核心 2025年第8期145-148,共4页
在移动机器人的控制过程中,关节角加速度是一个重要的物理参数,其可以确保机器人在执行各种任务时始终保持在安全、合理的范围内,从而避免机器人因运动过快或不稳定而出现损坏或执行任务失败的情况。基于此,提出一种考虑关节角加速度约... 在移动机器人的控制过程中,关节角加速度是一个重要的物理参数,其可以确保机器人在执行各种任务时始终保持在安全、合理的范围内,从而避免机器人因运动过快或不稳定而出现损坏或执行任务失败的情况。基于此,提出一种考虑关节角加速度约束的移动机器人模糊控制方法。依据移动机器人运动学方程计算移动机器人关节角加速度,同时以关节角加速度计算结果和期望关节角加速度之间的误差为约束,结合模糊算法设计模糊自适应增益调整的模糊控制器,结合自适应控制律实现移动机器人模糊控制。实验结果证明,所提方法可精准计算移动机器人关节角加速度,并确保移动机器人运行轨迹能精准跟踪目标运行轨迹,令运行速度快速稳定至设定值附近,控制效果较好。 展开更多
关键词 移动机器人 关节角加速度 模糊控制 运动轨迹 自适应控制律 模糊增益调整
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未知环境下基于突变定位SAC算法的移动机器人路径规划
9
作者 胡立坤 韦春有 《计算机应用研究》 北大核心 2025年第2期455-461,共7页
针对缺乏完整环境信息的条件下移动机器人局部路径规划算法性能提升及深度强化学习智能体训练速度慢的问题,提出了突变定位算法和改进的soft actor-critic(SAC)算法,并将两者结合为突变定位SAC算法。突变定位算法能够在缺乏完备环境信... 针对缺乏完整环境信息的条件下移动机器人局部路径规划算法性能提升及深度强化学习智能体训练速度慢的问题,提出了突变定位算法和改进的soft actor-critic(SAC)算法,并将两者结合为突变定位SAC算法。突变定位算法能够在缺乏完备环境信息的情况下计算子目标点位置,减少移动机器人规划路径的长度。同时,通过引入基于虚拟势场的critic网络改进损失函数和多阶段训练方法,提高SAC智能体的训练速度。实验结果表明,与DDPG、SAC、PER-SAC和HER-TD3相比,突变定位SAC算法在训练时间上分别减少了46.68%、39.50%、20.18%和27.79%。此外,突变定位SAC算法在不同环境下规划路径的长度平均减少了13.71%、10.26%、10.90%和15.89%。 展开更多
关键词 移动机器人 路径规划 深度强化学习算法 SAC算法 激光雷达 未知环境
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改进Informed RRT^(*)算法移动机器人路径规划
10
作者 鲁宇明 周羽逵 +2 位作者 郭鑫 池吕庭 戴骏 《计算机工程与应用》 北大核心 2025年第8期283-293,共11页
Informed RRT^(*)算法对初始解不敏感,规划出的路径太接近障碍物,导致路径不平滑。提出一种改进的Informed RRT^(*)路径规划算法,该算法改进了约束采样空间和引导策略。在采样初期,将采样区域限制在一个圆形区域,加快初始解收敛,在算法... Informed RRT^(*)算法对初始解不敏感,规划出的路径太接近障碍物,导致路径不平滑。提出一种改进的Informed RRT^(*)路径规划算法,该算法改进了约束采样空间和引导策略。在采样初期,将采样区域限制在一个圆形区域,加快初始解收敛,在算法规划的过程中引入人工势场中引力场和斥力场的思想,使机器人与障碍物保持安全距离,并向目标位置行进。对Informed RRT^(*)算法和基于目标偏置的Informed RRT^(*)算法(Goal-bias-Informed RRT^(*))以及改进后的Informed RRT^(*)算法进行比较实验,实验结果验证了改进后Informed RRT^(*)算法的有效性和优越性及稳定性。该算法较Informed RRT^(*)算法和Goal-bias-Informed RRT^(*)效率更高、更容易得到初始解、更安全、更平滑、更稳定。 展开更多
关键词 移动机器人 路径规划 随机采样 Informed RRT^(*)算法 目标偏置 约束采样空间
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移动机器人主动嗅觉气源定位方法研究综述
11
作者 何丽 杜洋鋆 +3 位作者 李知远 冉腾 肖文东 姚佳程 《计算机工程与应用》 北大核心 2025年第10期36-49,共14页
随着能源化工产业的发展,有毒有害气体泄漏事故日益受到公众关注,应用机器人主动嗅觉技术实现泄漏气体溯源与定位已成为研究热点之一。目前,大多数研究综述是针对某一类方法在气味源定位中的应用进行总结,未能全面地总结机器人主动嗅觉... 随着能源化工产业的发展,有毒有害气体泄漏事故日益受到公众关注,应用机器人主动嗅觉技术实现泄漏气体溯源与定位已成为研究热点之一。目前,大多数研究综述是针对某一类方法在气味源定位中的应用进行总结,未能全面地总结机器人主动嗅觉技术的发展历程与研究进展。重点对移动机器人主动嗅觉气源定位方法展开综述,针对气源定位中烟羽发现、烟羽跟踪、气源确认三大子任务,详细对经典算法、研究现状与存在的问题进行分析。最后对机器人气源定位技术未来的发展趋势进行了讨论,针对当前机器人主动嗅觉研究中环境适应性不足、真实场景鲁棒性较差等问题,提出了多感官融合、烟羽跟踪算法优化及复杂环境应用等方面的研究展望,为下一步移动机器人主动嗅觉气源定位研究提供了一定的思路。 展开更多
关键词 机器人嗅觉 气源定位 主动嗅觉 移动机器人 信息融合
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球形移动机器人变形机构结构设计研究综述
12
作者 田颖 徐荣英 《现代制造工程》 北大核心 2025年第7期139-148,共10页
球形移动机器人因其强稳定性、高灵活性和低能耗等优势在救援搜索、地形勘探等非结构化场景中具有重要应用。目前国内外学者针对球形移动机器人变形结构的研究较少,从基于关键结构变形、基于拓扑理论结构变形、两栖球形移动机器人结构... 球形移动机器人因其强稳定性、高灵活性和低能耗等优势在救援搜索、地形勘探等非结构化场景中具有重要应用。目前国内外学者针对球形移动机器人变形结构的研究较少,从基于关键结构变形、基于拓扑理论结构变形、两栖球形移动机器人结构变形和可跳跃球形移动机器人结构变形4个方面对其变形形式和适用范围进行分类总结,这对球形移动机器人机动性和地形适应性的提高具有一定的借鉴意义。 展开更多
关键词 球形移动机器人 结构变形 驱动方式 拓扑变形
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多策略改进蜣螂优化算法移动机器人路径规划
13
作者 贾志绚 谢卓晨 葛丽娜 《重庆理工大学学报(自然科学)》 北大核心 2025年第3期133-140,共8页
针对传统蜣螂优化算法在路径规划中存在的路径长和局部最优等问题,对其进行改进。首先,采用Logistics对初始种群进行混沌初始化,使蜣螂种群在搜索空间的分布更为均匀,以提高种群的质量;其次,在觅食蜣螂位置更新阶段引入翻筋斗策略,以扩... 针对传统蜣螂优化算法在路径规划中存在的路径长和局部最优等问题,对其进行改进。首先,采用Logistics对初始种群进行混沌初始化,使蜣螂种群在搜索空间的分布更为均匀,以提高种群的质量;其次,在觅食蜣螂位置更新阶段引入翻筋斗策略,以扩大算法的搜索范围,提高算法的全局搜索能力;最后,在偷窃蜣螂位置更新阶段引入基于自适应因子的偷位置更新策略,以降低算法陷入局部最优的概率,平衡算法的全局和局部搜索能力。利用Matlab构建3种不同的栅格地图作为机器人工作环境模型,将改进蜣螂优化算法和4种传统算法在2种地图中进行仿真对比,结果表明:改进蜣螂优化算法在平均路径长度、平均迭代次数和路径长度标准差都明显减少,验证了该算法在路径规划中具有更好的效果。 展开更多
关键词 蜣螂算法 移动机器人 路径规划 翻筋斗觅食策略
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复杂光照环境移动机器人最小安全距离红外标定方法
14
作者 黄静 欧余韬 +1 位作者 蒙倩颜 闫立誉 《激光杂志》 北大核心 2025年第6期221-225,共5页
在复杂光照条件下,移动机器人通过红外线测量反射光来计算与障碍物的距离,但光照变化会导致红外光线的畸变,影响机器人对障碍物位置的准确判断,增加碰撞的风险。为了解决这一问题,提出一种新的红外标定方法。将红外传感器的标定结果精... 在复杂光照条件下,移动机器人通过红外线测量反射光来计算与障碍物的距离,但光照变化会导致红外光线的畸变,影响机器人对障碍物位置的准确判断,增加碰撞的风险。为了解决这一问题,提出一种新的红外标定方法。将红外传感器的标定结果精准地映射到二维图像平面上,采用KANN-DBSCAN算法对采集到的点云数据进行聚类分析,以识别环境中的障碍物。同时,引入加速区域卷积神经网络(Faster R-CNN)对障碍物样本进行训练,以提高检测的准确性。根据障碍物的检测结果,结合畸变系数,对红外传感器进行标定校正,以消除光照变化带来的影响。在此基础上,在预设地图解析后,构建一个查找表来实时记录障碍物的距离。利用GPU并行处理,优化查找表的更新,从而实时获取准确的距离信息,并标定出最小安全距离。实验结果显示,所提方法能够精准检测环境中的障碍物,且平均误差(EPE)控制在0.22 mm以内,这表明所提方法能够有效保证移动机器人在复杂光照环境中的安全运行。 展开更多
关键词 复杂光照环境 移动机器人 最小安全距离 红外标定
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基于激光SLAM和AprilTag融合的温室移动机器人自主导航方法 被引量：3
15
作者 张文翔 卢鑫羽 +3 位作者 张兵园 贡宇 任妮 张美娜 《农业机械学报》 北大核心 2025年第1期123-132,共10页
为提高温室环境下移动机器人自主导航精度与效率,提出一种多传感器融合的自主导航方法。设计搭建了基于多维激光雷达、高清工业相机与边缘计算设备的温室移动机器人平台。为提高建图效率与精度,采用Gmapping算法构建二维格栅地图,其输... 为提高温室环境下移动机器人自主导航精度与效率,提出一种多传感器融合的自主导航方法。设计搭建了基于多维激光雷达、高清工业相机与边缘计算设备的温室移动机器人平台。为提高建图效率与精度,采用Gmapping算法构建二维格栅地图,其输入为三维激光雷达点云滤波后二维点云数据以及采用RF2O算法得到的里程计数据。针对设施栽培垄道狭长、对称、重复的环境特点,提出AprilTag定位校正方法,解决移动机器人定位丢失问题。使用Dijkstra算法和DWA算法分别规划机器人全局和局部导航路径。基于三维运动捕捉系统评估移动机器人定位精度,试验结果表明,在速度0.4、0.3、0.2 m/s下,移动机器人纵向定位误差平均值均不大于0.066 m,标准差均不大于0.049 m;横向定位误差平均值均不大于0.117 m,标准差均不大于0.092 m。在生产温室内开展了移动机器人自主导航性能评估试验,试验结果表明,在速度0.4、0.3、0.2 m/s下,移动机器人实际行驶轨迹与期望轨迹之间横向偏差平均值均不大于0.050 m,标准差均不大于0.032 m,航向偏差平均值均不大于2.2°,标准差均不大于1.4°。移动机器人的定位与导航精度能够满足温室内的连续稳定作业需求。 展开更多
关键词 温室 移动机器人 多传感器融合 自主导航 定位校正 路径规划
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基于改进APF-QRRT^(*)策略的移动机器人路径规划 被引量：1
16
作者 刘文浩 余胜东 +4 位作者 吴鸿源 胡文科 李小鹏 蔡博凡 马金玉 《电光与控制》 北大核心 2025年第1期21-26,33,共7页
针对Q-RRT^(*)算法在路径规划过程中无法兼顾可达性和安全性的问题,提出一种改进APF-QRRT^(*)(IAPF-QRRT^(*))路径规划策略。IAPF-QRRT^(*)策略通过Q-RRT^(*)算法获得一组连接起点到终点的离散关键路径点,较传统的快速搜索随机树(RRT^(... 针对Q-RRT^(*)算法在路径规划过程中无法兼顾可达性和安全性的问题,提出一种改进APF-QRRT^(*)(IAPF-QRRT^(*))路径规划策略。IAPF-QRRT^(*)策略通过Q-RRT^(*)算法获得一组连接起点到终点的离散关键路径点,较传统的快速搜索随机树(RRT^(*))算法具备更好的初始解和更快的收敛速度。改进传统人工势场(APF)方法获得一种新的无势正交向量场,在一定条件下使整体排斥向量场与吸引向量场正交,并将其作用于关键路径点,从而提高路径的安全性。将IAPF-QRRT^(*)策略与其他算法比较,通过数值模拟实验证明了所提策略的有效性。 展开更多
关键词 移动机器人 路径规划 人工势场法 Q-RRT^(*)算法 安全性
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基于搜索步优化A^(*)算法的移动机器人路径规划 被引量：1
17
作者 喻蝶 鲍柏仲 +3 位作者 司言 段暕 詹小斌 史铁林 《系统仿真学报》 北大核心 2025年第4期1041-1050,共10页
针对在大规模高分辨地图中传统A^(*)算法机器人路径规划存在耗时较高、路径质量较差等问题,提出了一种搜索步优化A^(*)算法。基于三次Hermite曲线构建步长匹配机器人尺寸、线形符合机器人动力学约束的搜索步(连接当前节点至后继节点的... 针对在大规模高分辨地图中传统A^(*)算法机器人路径规划存在耗时较高、路径质量较差等问题,提出了一种搜索步优化A^(*)算法。基于三次Hermite曲线构建步长匹配机器人尺寸、线形符合机器人动力学约束的搜索步(连接当前节点至后继节点的路径边)集合;利用曲线的整段弧长和最大曲率值建立更准确的代价函数。实验结果表明:相较于A^(*)算法规划耗时平均降低51.83%、机器人执行路径的运动耗时平均降低14.07%;相较于HybridA^(*)算法规划耗时平均降低67.65%,运动耗时相近,证明搜索步优化A^(*)算法不仅提高了搜索效率,还通过提高路径质量提升了机器人的运动性能。 展开更多
关键词 移动机器人 路径规划 A^(*)算法 参数曲线 搜索步集合
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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：1
18
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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嵌套运动饱和下分布式多移动机器人反振荡安全编队控制 被引量：1
19
作者 郑志 江涛 +1 位作者 杨玥 苏晓杰 《自动化学报》 北大核心 2025年第3期658-668,共11页
运动受速度和加速度嵌套饱和约束,而反应式躲避安全机制下分布式编队互联的移动机器人更易触发该嵌套饱和,从而引起编队的剧烈振荡,所以需要研究该情况下多移动机器人平滑安全协同及其自适应振荡抑制方法.故以分布式网络中的移动机器人... 运动受速度和加速度嵌套饱和约束,而反应式躲避安全机制下分布式编队互联的移动机器人更易触发该嵌套饱和,从而引起编队的剧烈振荡,所以需要研究该情况下多移动机器人平滑安全协同及其自适应振荡抑制方法.故以分布式网络中的移动机器人为研究对象,首先构建基于视线和速度的低触发势能函数,实现邻近编队机器人近距排斥作用下的避碰保持;引入驱动机器人绕过障碍物的安全加速度包络,并复合近距排斥的弱能量、低触发势能,避免与非合作障碍物的碰撞.其次,嵌入复合自适应辅助动态系统,平滑躲避过程中触发的嵌套运动饱和与安全加速度约束引起的轨迹振荡;设计复合非线性反馈框架下的分布式编队控制器,融合混合的躲避和振荡抑制机制,实现多机器人障碍环境下的安全编队.最后,与现有安全编队方法进行对比仿真和实验验证,结果表明该方法在嵌套运动饱和约束下可显著提升编队的平滑和安全性能. 展开更多
关键词 分布式移动机器人编队 嵌套运动饱和 动态安全围栏 低触发势能函数 自适应振荡抑制
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移动机器人路径规划算法综述
20
作者 刘清云 游雄 +2 位作者 张欣 左吉伟 李佳 《计算机科学》 北大核心 2025年第S1期147-156,共10页
路径规划算法是移动机器人实现自主运动的关键技术之一,能够帮助机器人在复杂的环境中优化出最优或次优的路径,使机器人从起点到达目标位置。良好的路径规划算法对提高机器人的性能、适应性和可靠性有重要意义。为全面清楚地了解目前国... 路径规划算法是移动机器人实现自主运动的关键技术之一,能够帮助机器人在复杂的环境中优化出最优或次优的路径,使机器人从起点到达目标位置。良好的路径规划算法对提高机器人的性能、适应性和可靠性有重要意义。为全面清楚地了解目前国内外移动机器人路径规划算法的研究现状,对常用的移动机器人路径规划算法进行总结综述,根据每个算法的原理及特性,首先将路径规划算法分为传统算法、基于采样的算法、智能仿生算法、人工智能算法四大类;然后对每类算法进行细分,并对每个算法的原理及优缺点进行详细介绍,同时展示了一些学者对每个算法局限性的改进;最后总结对比分析每个算法的优缺点,对移动机器人路径规划算法的发展趋势进行归纳,以期为移动机器人路径规划发展提供一定的参考。 展开更多
关键词 移动机器人 路径规划算法 传统算法 基于采样的算法 智能仿生算法 人工智能算法
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