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改进DWA算法的移动机器人静动态避障研究
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作者 王丰 陈洋 +1 位作者 王志军 于浩 《重庆理工大学学报(自然科学)》 北大核心 2025年第7期142-148,共7页
移动机器人在行驶过程中需要躲避静态和动态双重障碍物,针对传统DWA(dynamic window approach,DWA)算法在选择路径时,受静态和动态双重障碍物的影响,容易造成算法运算缓慢、易陷入局部最优解、运动状态不稳定的问题,提出了一种融合多物... 移动机器人在行驶过程中需要躲避静态和动态双重障碍物,针对传统DWA(dynamic window approach,DWA)算法在选择路径时,受静态和动态双重障碍物的影响,容易造成算法运算缓慢、易陷入局部最优解、运动状态不稳定的问题,提出了一种融合多物理因素的DWA局部路径规划算法。在传统DWA算法基础上,设置障碍物阈值对距离评价函数进行改进,减少机器人受较远障碍物的影响,加快判定速度;采用自适应机制对算法的安全系数进行动态调节,解决局部最优解及路径不平滑的问题;通过改进归一化函数,减少各个物理量之间的差异,使机器人能够快速选择出最优速度,保证机器人运动状态的稳定;最后,通过两组不同的仿真及模拟场地实验进行对比验证,实验结果证明了改进后的算法相较于原始算法在判定速度、路径平滑度、路径安全性、运动稳定性方面均有明显提升。 展开更多
关键词 移动机器人 改进dwa算法 局部路径规划 静动态避障
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基于改进A^(*)与DWA算法的井下搬运机器人自主行走路径规划 被引量:4
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作者 张可琨 鲍久圣 +4 位作者 艾俊伟 袁晓明 阴妍 王茂森 葛世荣 《煤炭科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期197-213,共17页
针对井下搬运过程用工多且效率低等问题以及转运环节多、转运操作难、人工转运慢等困境,以搬运机器人为研究对象,通过仿真与试验进行井下巷道路径规划方法研究。首先,对井下转运工况进行特定的需求分析,确定井下“多转运点巷道”与“最... 针对井下搬运过程用工多且效率低等问题以及转运环节多、转运操作难、人工转运慢等困境,以搬运机器人为研究对象,通过仿真与试验进行井下巷道路径规划方法研究。首先,对井下转运工况进行特定的需求分析,确定井下“多转运点巷道”与“最后1 km直达运输”等典型搬运场景,并分别建立自主行走策略,提升井下搬运机器人自主行走路径规划的适用性与合理性;其次,设计路径规划系统方案,对比分析常规路径规划算法的性能,分别选取A^(*)算法与DWA算法作为井下搬运机器人的全局路径规划与局部路径规划的基本算法;然后,针对常规A^(*)算法搜索效率低与规划路径平滑性不足的问题,依次使用指数优化法与二次B样条曲线法进行改进,同时对比分析改进A^(*)算法的性能,仿真结果发现:改进A^(*)算法在“最后1 km直达运输”与“多转运点自主行走”等典型井下搬运场景的路径规划时间分别缩短了24.62%与22.02%,路径规划效率获得了提升,且生成路径的平滑性较好;接着,针对传统DWA算法存在运行时间与路径长度欠优的问题,统筹井下巷道速度限制、移动底盘驱动电机限制与搬运机器人制动距离限制等约束性要素构建预测路径评价函数,并衡量安全性与高效性引入障碍物评价子函数改进DWA算法,仿真结果发现:基于改进DWA算法的规划路径长度与自主行走时间分别缩短了31.27%与42.33%,有效提升了搬运机器人动态避障能力及路径规划性能;最后,搭建试验巷道场景与搬运机器人模型开展井下搬运机器人路径规划试验,试验结果表明:改进A^(*)-DWA融合算法在多转运点巷道自主行走A→B、A→C以及最后1 km直达运输等试验场景的路径规划效率分别提升了21.90%、18.57%、14.67%,行驶过程实现实时有效动态避障,规划路径安全高效且具有平滑性,能够符合井下“减人、提效、增安”的目标导向以及满足搬运机器人自主行走路径规划需求。 展开更多
关键词 搬运机器人 井下自主行走 路径规划 A^(*)算法改进 dwa算法改进
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融合A^(*)和DWA算法的移动机器人路径规划方法 被引量:4
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作者 袁新亚 戴娟 +1 位作者 孙胜强 刘经纬 《电子测量技术》 北大核心 2024年第4期95-103,共9页
本研究旨在解决自主移动机器人在点到点路径规划中面临的搜索效率低下、易陷入局部最优解以及对未知动静态障碍物处理不够实时的问题。为此,将改进A^(*)算法与改进DWA进行了有效融合。在改进的A^(*)算法中,我们引入了基于障碍率的权重... 本研究旨在解决自主移动机器人在点到点路径规划中面临的搜索效率低下、易陷入局部最优解以及对未知动静态障碍物处理不够实时的问题。为此,将改进A^(*)算法与改进DWA进行了有效融合。在改进的A^(*)算法中,我们引入了基于障碍率的权重因子和双向优化策略,以提升搜索效率并生成更加平滑的路径。同时,改进的DWA算法融入了两种新的障碍物评价函数,并通过调整权重系数有效地避免了局部最优解问题。通过将改进的DWA算法与改进的A^(*)算法结合,实现了对未知动静态障碍物的高效实时避障。仿真实验结果显示,提出的改进A算法与传统A算法以及文献[23]的改进算法相比,在四种环境下的表现表明:路径转弯次数分别平均减少了30.14%和18.16%,搜索空间分别减少了35.09%和15.21%,规划时间分别降低了82.36%和38.26%。进一步地,结合改进的DWA算法后,路径规划时间、路径长度和平均运动速度相比融合传统DWA算法和文献[23]的融合算法分别平均减少了37.46%和9.82%,减少了4.59%和3.63%,提高了53.49%和7.09%。 展开更多
关键词 自主移动机器人 改进A^(*)算法 改进dwa算法 点到点路径规划
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基于改进VSRB-RRT算法的机器人路径规划仿真实验 被引量:2
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作者 倪建云 李浩 +3 位作者 谷海青 杜合磊 吴杰 薛晨阳 《实验技术与管理》 CAS 北大核心 2023年第9期172-178,共7页
针对B-RRT算法在路径规划时存在的采样效率低、路径冗长且不光滑,以及无法实时避障等问题,该文提出了基于改进的可变采样区域双向RRT(VSRB-RRT)和DWA的避障路径规划融合算法。在全局规划过程中,VSRB-RRT算法使用可变采样区域和目标偏置... 针对B-RRT算法在路径规划时存在的采样效率低、路径冗长且不光滑,以及无法实时避障等问题,该文提出了基于改进的可变采样区域双向RRT(VSRB-RRT)和DWA的避障路径规划融合算法。在全局规划过程中,VSRB-RRT算法使用可变采样区域和目标偏置策略相结合的方法,加快了收敛速度并提高了采样效率,并使用贪婪优化、迭代优化和关键点优化生成代价低且光滑可执行的路径。在局部规划过程中,以改进VSRB-RRT算法规划的路径为指引,选取路径上的关键点,并使用改进DWA算法在关键点分段路径上分段规划。仿真实验表明:改进VSRB-RRT算法具有较好的搜索效率,能够以最少的时间和最稳定的效率获得最优路径,同时也验证了融合算法在实时避障路径规划时的有效性。 展开更多
关键词 路径规划 可变采样区域 改进VSRB-RRT算法 改进dwa算法 融合算法
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轮式智能车动-静随机障碍物避障研究 被引量:11
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作者 吴宇 郝万君 +2 位作者 卞长庚 周嘉玉 张正夫 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第11期248-257,共10页
针对智能车传统A^(*)算法存在拐点较多,不平滑,易发生碰撞问题,提出一种A^(*)与DWA融合改进随机避障方法。在A^(*)优化算法中通过计算节点间斜率,选择关键节点,剔除冗余节点,改进了评价函数,提高A^(*)算法速度和路径平滑性。针对A^(*)... 针对智能车传统A^(*)算法存在拐点较多,不平滑,易发生碰撞问题,提出一种A^(*)与DWA融合改进随机避障方法。在A^(*)优化算法中通过计算节点间斜率,选择关键节点,剔除冗余节点,改进了评价函数,提高A^(*)算法速度和路径平滑性。针对A^(*)优化算法无法规避随机障碍物及DWA算法存在速度与安全不兼顾问题,提出一种兼顾速度与安全性的优化DWA自适应算法。在每两个优化关键节点间采用自适应动态窗口法进行局部规避随机动-静态障碍物,使智能车自主、平滑、安全、高效规避障碍。实验显示:本文算法与A^(*)、Dijkstra、改进A^(*)与基本DWA融合算法相比,在3种环境下全局路径长度、拐点数、时间平均降低2.9%、36.2%、24.7%;2.9%、40.7%、30.9%;0.31%、23.8%、13.6%,能够实现随机避障且路径平滑,验证了本算法的有效性。 展开更多
关键词 智能车 改进A^(*)算法 改进dwa算法 避障 路径规划
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