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基于改进APF-FMT^(*)的农业机器人路径规划算法
被引量：
7
1
作者
张亚莉
莫振杰
+2 位作者
田昊鑫
兰玉彬
王林琳
《华南农业大学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第3期408-415,共8页
【目的】解决农业机器人在复杂农业环境下全局路径规划耗时过长、路径最优解求解困难的问题。【方法】提出一种基于改进人工势场法的快速行进树算法(APF-FMT^(*))。首先,在引力势场中引入相对距离,根据与目标点的距离改变引力大小,克服...
【目的】解决农业机器人在复杂农业环境下全局路径规划耗时过长、路径最优解求解困难的问题。【方法】提出一种基于改进人工势场法的快速行进树算法(APF-FMT^(*))。首先,在引力势场中引入相对距离,根据与目标点的距离改变引力大小,克服了人工势场法距离目标点过远时引力过大的问题;然后,将FMT^(*)算法与改进人工势场法相结合,采用三阶B样条曲线对路径进行平滑处理;最后,建立3个农业工作地图进行仿真试验。【结果】仿真结果表明,与FMT^(*)、RRT^(*)和Informed-RRT^(*)3种算法对比,在地图Map1和Map2中,APF-FMT^(*)都能快速找到良好的解,且随样本数量增加获得的路径解得到改善,搜索时间比其他3种算法减少45%以上;在有狭小通道的Map3中,APF-FMT^(*)、FMT^(*)搜索时间比RRT^(*)和Informed-RRT^(*)减少75%以上,并且获得更好的解。【结论】本研究提出的APF-FMT^(*)算法不仅克服了FMT^(*)算法冗余探索问题,还有效地解决了人工势场法目标点不可达的问题,提高了农业机器人路径规划效率和作业安全性。
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关键词
路径规划
农业机器人
人工势场法
FMT^(*)
算法
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职称材料
基于引力势能修正的快速行进树路径规划算法
2
作者
徐正宇
贾小林
+1 位作者
顾娅军
袁雷
《计算机应用研究》
北大核心
2025年第8期2416-2420,共5页
针对快速行进树算法(fast marching tree,FMT^(*))在移动机器人路径规划中存在冗余探索多、路径规划时间长、路径拐点多等问题,提出了一种基于引力势能修正的快速行进树算法(gravitational potential energy FMT^(*),GPE-FMT^(*))。该...
针对快速行进树算法(fast marching tree,FMT^(*))在移动机器人路径规划中存在冗余探索多、路径规划时间长、路径拐点多等问题,提出了一种基于引力势能修正的快速行进树算法(gravitational potential energy FMT^(*),GPE-FMT^(*))。该算法借鉴人工势场法的思想,通过引入有限的引力势能场限制路径探索范围,从而有效减少冗余搜索;同时,采用基于引力势能值的路径树修正策略,在路径树扩展过程中对其生长方向进行引导,使路径树的生长方向更靠近终点,从而减少路径中的拐点,缩短规划时间。仿真实验结果表明,在相同计算资源下,GPE-FMT^(*)显著减少了路径规划时间,降低了路径拐点数和算法迭代次数,提升了路径质量。
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关键词
FMT^(*)
算法
人工势场法
引力势能修正
路径规划
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职称材料
题名
基于改进APF-FMT^(*)的农业机器人路径规划算法
被引量：
7
1
作者
张亚莉
莫振杰
田昊鑫
兰玉彬
王林琳
机构
华南农业大学工程学院
国家精准农业航空施药技术国际联合研究中心
深圳职业技术大学人工智能学院
出处
《华南农业大学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第3期408-415,共8页
基金
岭南现代农业实验室项目(NT2021009)
高等学校学科创新引智计划(D18019)
+1 种基金
广东省重点领域研发计划(2019B020221001)
广东省科技计划(2018A050506073)。
文摘
【目的】解决农业机器人在复杂农业环境下全局路径规划耗时过长、路径最优解求解困难的问题。【方法】提出一种基于改进人工势场法的快速行进树算法(APF-FMT^(*))。首先,在引力势场中引入相对距离,根据与目标点的距离改变引力大小,克服了人工势场法距离目标点过远时引力过大的问题;然后,将FMT^(*)算法与改进人工势场法相结合,采用三阶B样条曲线对路径进行平滑处理;最后,建立3个农业工作地图进行仿真试验。【结果】仿真结果表明,与FMT^(*)、RRT^(*)和Informed-RRT^(*)3种算法对比,在地图Map1和Map2中,APF-FMT^(*)都能快速找到良好的解,且随样本数量增加获得的路径解得到改善,搜索时间比其他3种算法减少45%以上;在有狭小通道的Map3中,APF-FMT^(*)、FMT^(*)搜索时间比RRT^(*)和Informed-RRT^(*)减少75%以上,并且获得更好的解。【结论】本研究提出的APF-FMT^(*)算法不仅克服了FMT^(*)算法冗余探索问题,还有效地解决了人工势场法目标点不可达的问题,提高了农业机器人路径规划效率和作业安全性。
关键词
路径规划
农业机器人
人工势场法
FMT^(*)
算法
Keywords
Path planning
Agricultural robot
Artificial potential field method
FMT^(*)algorithm
分类号
TP242.6 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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职称材料
题名
基于引力势能修正的快速行进树路径规划算法
2
作者
徐正宇
贾小林
顾娅军
袁雷
机构
西南科技大学计算机科学与技术学院
绵阳市移动物联射频识别技术重点实验室
出处
《计算机应用研究》
北大核心
2025年第8期2416-2420,共5页
基金
国家自然科学基金面上项目(61471306)
四川省自然科学基金资助项目(2022NSFSC0548)
绵阳市移动物联射频识别技术重点实验室专项资助项目(MYZD23032302)。
文摘
针对快速行进树算法(fast marching tree,FMT^(*))在移动机器人路径规划中存在冗余探索多、路径规划时间长、路径拐点多等问题,提出了一种基于引力势能修正的快速行进树算法(gravitational potential energy FMT^(*),GPE-FMT^(*))。该算法借鉴人工势场法的思想,通过引入有限的引力势能场限制路径探索范围,从而有效减少冗余搜索;同时,采用基于引力势能值的路径树修正策略,在路径树扩展过程中对其生长方向进行引导,使路径树的生长方向更靠近终点,从而减少路径中的拐点,缩短规划时间。仿真实验结果表明,在相同计算资源下,GPE-FMT^(*)显著减少了路径规划时间,降低了路径拐点数和算法迭代次数,提升了路径质量。
关键词
FMT^(*)
算法
人工势场法
引力势能修正
路径规划
Keywords
FMT^(*)algorithm
artificial potential field method
gravitational potential energy correction
path planning
分类号
TP301.6 [自动化与计算机技术—计算机系统结构]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于改进APF-FMT^(*)的农业机器人路径规划算法
张亚莉
莫振杰
田昊鑫
兰玉彬
王林琳
《华南农业大学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2024
7
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
基于引力势能修正的快速行进树路径规划算法
徐正宇
贾小林
顾娅军
袁雷
《计算机应用研究》
北大核心
2025
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
已选择
0
条
导出题录
引用分析
参考文献
引证文献
统计分析
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