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基于多目标多约束的无人机航迹规划算法
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作者 林峰 钱丹 《兵工自动化》 北大核心 2025年第1期110-112,共3页
针对UAV航迹规划过程中空间域的航迹协调和时间域的协同避撞等问题,提出基于多目标多约束的无人机航迹规划优化算法。通过分析人工势场法在路径规划中的缺陷,对斥力势场函数进行改进并融入了虚拟障碍物法。以改进人工势场法作为实现算法... 针对UAV航迹规划过程中空间域的航迹协调和时间域的协同避撞等问题,提出基于多目标多约束的无人机航迹规划优化算法。通过分析人工势场法在路径规划中的缺陷,对斥力势场函数进行改进并融入了虚拟障碍物法。以改进人工势场法作为实现算法,对多目标多约束条件下的UAV航迹规划展开研究和仿真实现。结果表明,通过调整循环体结构和算法提高航迹合理性和航迹真实性,算法效率和性能可以得到进一步的提升。 展开更多
关键词 UAV航迹规划 人工势场法 3维航迹
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基于无建图的强化学习人工势场法编队
2
作者 丁磊 骆云志 +4 位作者 洪华杰 黄杰 樊鹏 赵伟 陈斯灏 《兵工自动化》 北大核心 2025年第4期96-100,共5页
针对同步定位与建图(simultaneous localization and mapping,SLAM)技术对计算资源的高需求、有限环境适应性、累积误差问题、系统复杂度高、成本昂贵、大场景处理能力受限以及缺乏有效的回环检测机制的缺点,提出一种结合人工势场法和... 针对同步定位与建图(simultaneous localization and mapping,SLAM)技术对计算资源的高需求、有限环境适应性、累积误差问题、系统复杂度高、成本昂贵、大场景处理能力受限以及缺乏有效的回环检测机制的缺点,提出一种结合人工势场法和深度强化学习的方法。利用图论模拟人工势场在机器人间的相互作用以及机器人与目的地之间的势场力,并采用孪生延迟深度确定性策略梯度(twin delayed deep deterministic policy gradient,TD3)算法来优化机器人对障碍物信息的感知和处理。仿真试验结果表明:该方法使机器人能够在未知环境中快速、准确地进行定位、移动,同时维持队形的稳定性和一致性。 展开更多
关键词 人工势场法 强化学习 双延时确定策略梯度 图论
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基于DGB-APF-RRT算法的移动机器人路径规划
3
作者 熊高 韩晋 +2 位作者 王旭飞 耿玺钧 吉新宇 《陕西理工大学学报(自然科学版)》 2025年第1期42-49,60,共9页
针对传统快速搜索随机树(RRT)算法在机器人路径规划过程中存在随机采样盲目性过大和搜索效率低的问题,提出了一种基于动态目标偏置策略和改进人工势场法的DGBAPF-RRT算法,通过采用动态目标偏置策略加快随机树向目标点的收敛速度。同时... 针对传统快速搜索随机树(RRT)算法在机器人路径规划过程中存在随机采样盲目性过大和搜索效率低的问题,提出了一种基于动态目标偏置策略和改进人工势场法的DGBAPF-RRT算法,通过采用动态目标偏置策略加快随机树向目标点的收敛速度。同时为优化搜索过程,融合了改进的人工势场法引导随机树避障,并在人工势场法的斥力函数中添加随机扰动因子,解决了传统人工势场法存在的局部极小值和目标不可达问题。最后,利用三阶贝塞尔曲线对生成路径进行平滑处理,提高路径质量。除RRT算法外,还将动态目标偏置策略和改进的人工势场法应用于改进RRT*算法。仿真结果表明,两种改进算法均有效提高了路径规划效率,明显优化了路径规划时间、路径长度和迭代次数。 展开更多
关键词 路径规划 快速搜索随机树 动态目标偏置策略 人工势场法 贝塞尔曲线
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基于深度强化学习的除草机器臂路径规划研究
4
作者 杨卜 邬鑫 +1 位作者 张梦磊 冯松科 《农机化研究》 北大核心 2025年第5期15-21,共7页
针对智能除草机器人领域缺少主动避苗路径规划问题,提出了一种基于改进的深度确定性策略梯度除草机器人机械臂路径规划算法。通过引入奖励等势面的概念改进DDPG算法,并利用CoppeliaSim软件搭建仿真训练环境,对提出的算法进行训练与验证... 针对智能除草机器人领域缺少主动避苗路径规划问题,提出了一种基于改进的深度确定性策略梯度除草机器人机械臂路径规划算法。通过引入奖励等势面的概念改进DDPG算法,并利用CoppeliaSim软件搭建仿真训练环境,对提出的算法进行训练与验证。研究表明:改进的DDPG算法在仿真环境下除草成功率为93.36%,伤苗率为2.79%。同时,通过搭建测试平台,在实际温室环境下进行了田间除草试验,试验结果与仿真结果一致,实际除草成功率为91.50%、伤苗率为2.82%。研究结果表明:所提出的算法能够在实际环境中有效减少除草机器人除草作业时对作物幼苗的损伤。 展开更多
关键词 除草机器人 深度强化学习 路径规划 人工势场法
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考虑规避区与视线角约束的多弹协同三维制导律研究
5
作者 马泽远 张紫琪 +2 位作者 施振兴 宋天威 谢子欣 《弹箭与制导学报》 北大核心 2025年第1期62-68,共7页
针对多弹协同打击敌方空中目标问题,推导了基于滑模控制理论与人工视场法的多弹多约束三维协同制导方法。首先,根据弹目相对运动关系,在视线坐标系下建立了三维弹目相对运动非线性模型。然后,以多弹剩余飞行时间为协调变量,基于有限时... 针对多弹协同打击敌方空中目标问题,推导了基于滑模控制理论与人工视场法的多弹多约束三维协同制导方法。首先,根据弹目相对运动关系,在视线坐标系下建立了三维弹目相对运动非线性模型。然后,以多弹剩余飞行时间为协调变量,基于有限时间一致性理论设计了多弹视线方向制导律,实现了多弹对目标的协同打击。在此基础上,通过滑模控制理论设计了多弹视线法向制导律,使多弹能够以既定视线角命中敌方目标,并根据滑模面收敛特性,自适应更新滑模参数,降低了滑模参数选取复杂度。此外,考虑目标机动信息难以获取问题,设计了扩张状态观测器实现对目标加速度信息的高效预估。最后,结合人工势场法思想,设计了多弹规避控制指令,实现多弹飞行过程中对规避区等约束的有效规避,仿真结果验证了所提制导方法的有效性。 展开更多
关键词 时间协同 滑模控制 视线角约束 扩张状态观测器 人工势场法
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基于改进人工势场算法的煤矿井下机器人路径规划 被引量:2
6
作者 薛光辉 王梓杰 +2 位作者 王一凡 李亚男 刘文海 《工矿自动化》 CSCD 北大核心 2024年第5期6-13,共8页
路径规划是煤矿机器人在煤矿井下狭小巷道空间中应用亟待解决的关键技术之一。针对传统人工势场(APF)算法在狭小巷道环境中规划出的路径可能离巷道边界过近,以及在障碍物附近易出现目标不可达和路径振荡等问题,提出了一种基于改进APF算... 路径规划是煤矿机器人在煤矿井下狭小巷道空间中应用亟待解决的关键技术之一。针对传统人工势场(APF)算法在狭小巷道环境中规划出的路径可能离巷道边界过近,以及在障碍物附近易出现目标不可达和路径振荡等问题,提出了一种基于改进APF算法的煤矿机器人路径规划方法。参考《煤矿安全规程》有关规定建立了巷道两帮边界势场,将机器人行驶路径尽量规划在巷道中间,以提高机器人行驶安全性;在障碍物斥力势场中引入调节因子,以解决目标不可达问题;引入转角限制系数以平滑规划出的路径,减少振荡,提高规划效率,保证规划路径的安全性。仿真结果表明:当目标点离障碍物很近时,改进APF算法可成功规划出能够抵达目标点的路径;改进APF算法规划周期数较传统算法平均减少了14.48%,转向角度变化累计值平均减少了87.41%,曲率绝对值之和平均减少了78.09%,表明改进APF算法规划的路径更加平滑,路径长度更短,规划效率和安全性更高。 展开更多
关键词 煤矿机器人 路径规划 人工势场法 目标不可达 路径振荡 斥力势场修正 转角限制系数
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基于AIS轨迹和改进蚁群算法的船舶航线规划方法 被引量:1
7
作者 陈林春 郝永志 《武汉船舶职业技术学院学报》 2024年第1期87-92,共6页
在保证船舶航线安全的前提下,以最短航程为目标,提出基于AIS轨迹和改进蚁群算法的船舶航线规划方法。对船舶AIS数据进行预处理,去除船舶AIS数据中的冗余数据,完成船舶AIS数据提纯;采用基于粒子群与K均值混合聚类算法的核心转向点筛选与... 在保证船舶航线安全的前提下,以最短航程为目标,提出基于AIS轨迹和改进蚁群算法的船舶航线规划方法。对船舶AIS数据进行预处理,去除船舶AIS数据中的冗余数据,完成船舶AIS数据提纯;采用基于粒子群与K均值混合聚类算法的核心转向点筛选与识别方法,筛选并识别船舶AIS数据中船舶航线核心转向点数据;通过基于改进蚁群算法的航线规划方法,以核心转向点数据为基础,构建航线网络,在此网络中,通过人工势场法对蚁群算法进行改进,对船舶航线进行寻优,实现船舶航线规划。经实验验证,本文方法能够规划出安全合理的船舶航线。 展开更多
关键词 AIS轨迹 改进蚁群算法 航线规划 粒子群 人工势场法
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基于全局导向的智能车辆路径规划融合算法研究
8
作者 张硕 邝士奇 +3 位作者 赵轩 陈轶嵩 余强 余曼 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2024年第9期1546-1555,共10页
针对曲线道路的路径规划问题,本文提出一种基于全局导向人工势场法的路径规划融合算法。考虑持续转弯的弯曲道路工况,构建基于变形栅格的栅格地图;考虑道路环境中的行车风险,基于行车风险场理论优化A^(*)算法启发函数从而改进A^(*)算法... 针对曲线道路的路径规划问题,本文提出一种基于全局导向人工势场法的路径规划融合算法。考虑持续转弯的弯曲道路工况,构建基于变形栅格的栅格地图;考虑道路环境中的行车风险,基于行车风险场理论优化A^(*)算法启发函数从而改进A^(*)算法。改进传统人工势场法的局限性及固有缺陷,在局部路径规划中考虑自车、环境车辆及障碍物的轮廓形状,引入全局导向路径进一步改进人工势场法。以改进A^(*)算法规划路径为全局最优导向路径,设计基于改进人工势场法的路径规划融合算法。仿真结果表明,提出的融合算法可以生成有效的行驶路径,与数据集提取的实车路径接近,且在障碍物环境中规划的路径安全高效,满足车辆的行驶要求。 展开更多
关键词 路径规划 栅格地图 A~*算法 人工势场法
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改进人工势场引导的双向扩展随机树路径规划算法
9
作者 衷卫声 闵志豪 +3 位作者 权略 熊剑 郭杭 张强 《探测与控制学报》 CSCD 北大核心 2024年第3期86-93,共8页
针对地面移动机器人在复杂环境之下要求规划路径实时性强、路线平滑度高、避障精确完备等需求,在快速扩展随机树算法(RRT)的基础之上,提出一种由改进人工势场法(APF)引导的双向扩展随机树算法(APF-Bi-RRT^(*))。首先,在每次迭代的过程... 针对地面移动机器人在复杂环境之下要求规划路径实时性强、路线平滑度高、避障精确完备等需求,在快速扩展随机树算法(RRT)的基础之上,提出一种由改进人工势场法(APF)引导的双向扩展随机树算法(APF-Bi-RRT^(*))。首先,在每次迭代的过程之中两棵随机树同时分别从起始点和目标点进行扩展,以加快算法收敛速度;其次,在算法随机树生长方向上,引入目标偏置策略来优化随机子节点的选取,并在随机树和障碍物中加入人工势场分量,限制路径方向选择的随机性,改进算法克服引力和斥力过大导致陷入局部最优值或目标不可达的问题;最后,在形成锯齿型规划路径之上应用一种采样优化和关键节点平滑策略,进一步缩短和平滑原路径的总距离。对比实验结果证明,该算法既克服了传统随机树算法的节点盲目扩展的问题,又兼顾了生成路径的效率和平滑性,与目标偏置RRT算法相比,在规划路径长度上减少了9.7%左右,在运行时间上缩短了65.3%左右,在算法迭代次数上减少了78.2%左右。 展开更多
关键词 改进人工势场法 双向快速扩展随机树 路径规划 曲线采样优化
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考虑崎岖地形的月球车路径规划与跟踪控制研究
10
作者 陈金宝 刘彦清 +1 位作者 邢宏军 徐宇哲 《载人航天》 CSCD 北大核心 2024年第5期624-631,共8页
为优化月球车运动路径,避开月球陨石坑和高地等月面静态障碍物,以安全、高效抵达目标任务点,提出了一种结合A∗算法和人工势场法的融合算法。首先,利用A∗算法在栅格地图中生成从起点到终点的最优安全路径;然后,设计全局路径分割方法,按... 为优化月球车运动路径,避开月球陨石坑和高地等月面静态障碍物,以安全、高效抵达目标任务点,提出了一种结合A∗算法和人工势场法的融合算法。首先,利用A∗算法在栅格地图中生成从起点到终点的最优安全路径;然后,设计全局路径分割方法,按阶段进行基于人工势场法的局部路径规划,并基于Lyapunov稳定性理论设计了全局渐进稳定的轨迹跟踪控制律;最后,通过Blender软件制作仿真月表环境,并使用ROS Gazebo仿真平台进行轨迹跟踪仿真验证。仿真结果表明:提出的融合算法生成的移动路径相较于普通A∗算法路径更短,转折次数更少,并加入人工势场算法进行局部避障,极大提高了月球车运动安全性,验证了所提出算法的可行性和有效性。 展开更多
关键词 月球车 路径规划 轨迹跟踪 A∗算法 人工势场法
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基于偏转角抑制的改进人工势场法路径规划
11
作者 金涛 于莲芝 《电子科技》 2024年第10期15-22,29,共9页
针对传统人工势场法在实际应用中存在的局部最极小值、目标不可达以及路径震荡等问题,文种提出了一种基于偏转角抑制的改进人工势场法。该方法以传统人工势场法为基础,采用改进斥力势场函数保证目标点为全局势能最低点。在路径解算中引... 针对传统人工势场法在实际应用中存在的局部最极小值、目标不可达以及路径震荡等问题,文种提出了一种基于偏转角抑制的改进人工势场法。该方法以传统人工势场法为基础,采用改进斥力势场函数保证目标点为全局势能最低点。在路径解算中引入偏转角抑制因子来抑制无人车行驶过程中过大的偏转角,在无人车陷入局部极小值点后每一步的路径解算中都添加新的虚拟目标点,直至无人车累积一定的偏转角摆脱障碍物群。仿真实验结果表明,该算法可以在不影响无人车避障的情况下减少规划路径的震荡性,并能够使无人车逃脱复杂障碍物群顺利到达目标点,规划出一条有效、简短以及震荡较少的路径。 展开更多
关键词 人工势场法 路径规划 无人车 震荡过滤 偏转角抑制 虚拟目标点 局部极小值 避障
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基于改进人工势场法的通用航空路径规划
12
作者 杨昌其 陈旭辉 +1 位作者 李君皓 周浩敏 《航空计算技术》 2024年第2期37-40,46,共5页
通用航空飞机在飞行过程除了要面对障碍物和天气系统的威胁,同时也受到飞行空域的限制,往往飞机只能在一块固定的空域或狭小的飞行走廊内飞行,一旦飞出限制空域,则有可能引发飞行冲突,甚至发生严重的安全事故。针对这些问题,在人工势场... 通用航空飞机在飞行过程除了要面对障碍物和天气系统的威胁,同时也受到飞行空域的限制,往往飞机只能在一块固定的空域或狭小的飞行走廊内飞行,一旦飞出限制空域,则有可能引发飞行冲突,甚至发生严重的安全事故。针对这些问题,在人工势场法斥力势场函数中添加航空器和目标点之间的相对距离函数,首先解决传统人工势场法存在的目标不可达问题和局部极小点问题,然后在算法中加入航路边界斥力影响因子,使飞机避障后在边界斥力的作用下重回航路中心。经过MATLAB仿真验证,试验结果表明,改进后的人工势场法能够实现主动避障和飞机航迹的规划。 展开更多
关键词 人工势场法 航路边界斥力 相对距离函数 目标不可达 局部极小点
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基于改进D*Lite⁃APF算法的巡检机器人路径规划 被引量:4
13
作者 胡粒琪 曾维 +3 位作者 陈才华 张鹏 王艺儒 李铜 《现代电子技术》 北大核心 2024年第5期155-159,共5页
针对巡检机器人在动态场景下路径规划存在非全局最优、路径不平滑及局部避障效果不佳的问题,提出一种将改进D*Lite算法和人工势场法融合的算法。首先优化D*Lite算法启发代价函数,提升规划效率,并引入Dubins曲线平滑生成的全局路径;其次... 针对巡检机器人在动态场景下路径规划存在非全局最优、路径不平滑及局部避障效果不佳的问题,提出一种将改进D*Lite算法和人工势场法融合的算法。首先优化D*Lite算法启发代价函数,提升规划效率,并引入Dubins曲线平滑生成的全局路径;其次改进人工势场法势场函数并添加随机半径扰动点,解决局部碰撞问题,提高避障性能;最后将两种优化算法有效融合,实现全局规划和局部避障。仿真实验结果表明,相较于单一D*Lite算法,融合算法在路径长度、时间花销、路径拐点及扩展节点数方面均表现更优,能在确保全局路径最优的情况下有效避障。 展开更多
关键词 巡检机器人 路径规划 D*Lite Dubins曲线 人工势场法 避障
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基于AIRSS及人工势场法的戴维斯海峡航线设计
14
作者 李红磊 《武汉船舶职业技术学院学报》 2024年第6期96-101,共6页
北极地区复杂的海冰冰情条件严重影响着戴维斯海峡的可通航性,不同冰级的船舶在不同冰情的水域航行时面临不同的航行风险。基于北极冰制航行系统(AIRSS)所计算冰数(IN)和人工势场法,结合戴维斯海峡的海冰密集度和生长阶段信息,完成了对... 北极地区复杂的海冰冰情条件严重影响着戴维斯海峡的可通航性,不同冰级的船舶在不同冰情的水域航行时面临不同的航行风险。基于北极冰制航行系统(AIRSS)所计算冰数(IN)和人工势场法,结合戴维斯海峡的海冰密集度和生长阶段信息,完成了对戴维斯海峡的航行风险量化,计算戴维斯海峡区域的风险指数。结合人工势场法将可进入并接受监督区域视为排斥力区域,而海峡航行目的地视为吸引力区域,根据所求风险等级,结合冰数评估海峡综合海冰风险。从而生成戴维斯海峡区域避开高风险海冰区域前提下的最短航线,提高了航行的安全性及效率。 展开更多
关键词 航线规划 北极航线 人工势场法
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复杂环境下基于改进Informed RRT*的无人机路径规划算法 被引量:9
15
作者 刘文倩 单梁 +2 位作者 张伟龙 刘成林 马强 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期511-524,共14页
针对无人机在复杂环境中进行路径规划时,快速搜索随机树(RRT)算法易出现规划时间长、路径冗余、狭窄空间中易陷入局部约束导致规划失败的问题,提出一种改进的Informed RRT*算法.首先,引入人工势场法使采样点按照势场下降的方式向目标点... 针对无人机在复杂环境中进行路径规划时,快速搜索随机树(RRT)算法易出现规划时间长、路径冗余、狭窄空间中易陷入局部约束导致规划失败的问题,提出一种改进的Informed RRT*算法.首先,引入人工势场法使采样点按照势场下降的方式向目标点移动,以提高RRT树扩展的目的性和方向性.然后,考虑随机树在扩展过程中全局环境的复杂度,引入自适应步长调整策略以增加随机树在无障碍环境下的扩展速度,并在随机树扩展的过程中加入相关约束条件以确保生成路径的可行性.在找到第一条可达路径后,采用变化的椭圆或椭球采样域限制采样点选取和自适应步长的扩展范围,加快算法收敛到渐进最优的速度.最后,在复杂二维和三维环境下进行传统算法和改进算法的对比实验,仿真分析表明:改进算法可以在很少的迭代次数下找到更优的初始路径,更快地锁定椭圆或椭球采样域,从而给路径优化留出更多时间,算法规划效果更好. 展开更多
关键词 路径规划 Informed RRT* 人工势场法 自适应步长 椭圆采样域
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基于海事规则和船舶操纵性的运动规划方法研究 被引量:1
16
作者 杜希森 徐海祥 +1 位作者 冯辉 汪咏 《武汉理工大学学报(交通科学与工程版)》 2024年第1期79-85,共7页
文中提出了一种基于海事规则和船舶操纵性的运动规划方法.根据海事规则的要求,限制船舶转艏可行域.根据船舶推进器布局分析船舶操纵性能,并通过人工势场求取船舶转艏方向,采用计算势能的方式取代传统方法中计算合力的方式,计算船舶所需... 文中提出了一种基于海事规则和船舶操纵性的运动规划方法.根据海事规则的要求,限制船舶转艏可行域.根据船舶推进器布局分析船舶操纵性能,并通过人工势场求取船舶转艏方向,采用计算势能的方式取代传统方法中计算合力的方式,计算船舶所需推力和转矩.将所求推力和转矩作用于船舶,得到一条包含速度和艏向信息的船舶运动轨迹.将并提出的方法与传统人工势场法进行仿真对比.结果表明:所提出的运动规划方法所规划的轨迹能够满足海事规则的要求,与传统人工势场法所规划的轨迹相比更加平滑,且满足船舶操纵性的要求,控制效果更好. 展开更多
关键词 运动规划 海事规则 船舶操纵性 人工势场法 海上避碰
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基于双向A^(*)-APF算法的船舶路径规划研究 被引量:2
17
作者 孟凡齐 孙潇潇 +2 位作者 朱金善 梅斌 郑沛洁 《大连海洋大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期506-515,共10页
为解决目前船舶路径规划算法中存在的全局非最优解和局部最优解等问题,在双向A^(*)算法的基础上加入了优化函数PathOptimization和IsClear,以去除冗余拐点,缩短全局路径距离;在人工势场法(artificial potential field,APF)的基础上,设... 为解决目前船舶路径规划算法中存在的全局非最优解和局部最优解等问题,在双向A^(*)算法的基础上加入了优化函数PathOptimization和IsClear,以去除冗余拐点,缩短全局路径距离;在人工势场法(artificial potential field,APF)的基础上,设定离散化步长函数、斥力感应阈值和临时终点,以避免局部最优解和震荡问题;实现两种算法的融合算法(双向A^(*)-APF算法),在MATLAB模拟的相同栅格图中,对比算法改进前后的模拟试验数据。结果表明,融合算法平均减少了50%的冗余拐点,平均减少了47.5%的算法搜索时间,平均缩短了7%的路径距离,能够同时安全规避动态障碍物和静态障碍物。研究表明,双向A^(*)-APF算法可用于解决船舶路径全局非最优解和局部最优解等问题。 展开更多
关键词 双向A^(*)算法 人工势场法 路径规划 融合算法
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移动机器人避障路径多激光传感器融合规划技术 被引量:1
18
作者 梅立雪 曹君 汪兆栋 《激光杂志》 CAS 北大核心 2024年第8期235-240,共6页
为控制移动机器人成功躲避静、动障碍物,安全快速运行至目的地,研究移动机器人避障路径多激光传感器融合规划技术。此技术在机器人身上安装2个激光雷达传感器,感知机器人所处环境障碍信息,由基于多激光传感器融合的障碍物定位方法,将2... 为控制移动机器人成功躲避静、动障碍物,安全快速运行至目的地,研究移动机器人避障路径多激光传感器融合规划技术。此技术在机器人身上安装2个激光雷达传感器,感知机器人所处环境障碍信息,由基于多激光传感器融合的障碍物定位方法,将2个激光雷达传感器感知信息加权融合,提取静态障碍物位置数据后,使用基于动态避障的机器人路径规划方法,改进A∗算法结合静态障碍物位置数据,规划机器人避障的全局避障路径;考虑到全局避障路径中会有可能出现动态障碍物,由人工势场法,计算动态障碍物与目的地对机器人的斥力、引力、合力以及合力方向,调节机器人在全局避障路径中,动态避障的运行方向。实验中,本方法下对障碍物定位偏差在0.1 m内,此技术对静、动障碍物的避障能力合格,运行至目的地时,与障碍物0次碰撞,规划路径和运行时间较短,分别为158 m和9.2 min,效率较高。 展开更多
关键词 移动机器人 避障路径 多激光传感器 融合规划 改进A∗算法 人工势场法
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动态环境下自主机器人的双机制切向避障 被引量:1
19
作者 章一鸣 姚文广 陈海进 《浙江大学学报(工学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期779-789,846,共12页
针对机器人工作环境的动态随机性,提出面向双机制切向避障的改进人工势场法.针对传统人工势场法的局部极小值陷阱问题,提出静态避障机制,在规划开始前对地图进行预处理,预测局部极小值点并将障碍物分成连通与非连通障碍物,结合切向避障... 针对机器人工作环境的动态随机性,提出面向双机制切向避障的改进人工势场法.针对传统人工势场法的局部极小值陷阱问题,提出静态避障机制,在规划开始前对地图进行预处理,预测局部极小值点并将障碍物分成连通与非连通障碍物,结合切向避障实现静态切向避障.以静态避障机制为基础,针对动态障碍物,提出动态避障机制,通过实时调整碰撞风险系数并选择系数最大的障碍物进行避障角补偿,实现动态切向避障.通过状态决策统筹静态、动态切向避障机制与全局路径规划,实现混合规划与设计.设计仿真和全向移动平台,对所提方法进行验证测试.结果表明,所提方法在不同环境复杂下均有效解决了传统人工势场法的局部极小值陷阱问题,实现了动态环境下快速自主避障.对比3种方法避开不同类型障碍物的平均耗时,所提方法比动态窗口法(DWA)提升55%,比时间弹性带法(TEB)提升40%;对比3种方法导航不同复杂度地图的平均耗时,所提方法比DWA提升39%,比TEB提升22%. 展开更多
关键词 动态环境 人工势场法 局部极小值陷阱 双机制切向避障 状态决策 混合规划
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适应多射程与路径约束的再入预测校正制导
20
作者 郭浩辰 黄汉斌 +1 位作者 郭涛 杨业 《导弹与航天运载技术(中英文)》 CSCD 北大核心 2024年第5期48-55,共8页
针对存在不同分布的路径约束与不同航程需求的升力式飞行器再入飞行任务,设计二次曲线形式的倾侧角剖面以增强飞行器的侧向机动能力,通过预测校正的迭代过程修正倾侧角剖面以满足航程需求,采用改进人工势场法设计侧向制导方法导引飞行... 针对存在不同分布的路径约束与不同航程需求的升力式飞行器再入飞行任务,设计二次曲线形式的倾侧角剖面以增强飞行器的侧向机动能力,通过预测校正的迭代过程修正倾侧角剖面以满足航程需求,采用改进人工势场法设计侧向制导方法导引飞行器满足路径约束,最后通过粒子群算法优化制导参数以获得性能最优的轨迹。仿真结果验证了该算法能够适应多种航程需求与路径约束且以较高精度满足终端约束。 展开更多
关键词 升力式飞行器 路径约束 预测校正制导 人工势场 粒子群优化
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