融合IGJO与TEB算法的移动机器人路径规划

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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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融合改进A^(*)算法和TEB算法的AGV路径规划

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作者 彭可 刘宏胜 +5 位作者 张志成 朱亮 贺劢勍 张旭辉 曾启瑾 张嗣愿 《计算机科学》 北大核心 2025年第S2期163-169,共7页

为提高AGV的自主导航和自主避障性能,针对A^(*)算法路径规划中存在的长度非最短、拐点多、易碰撞等问题,提出了一种将改进后的A^(*)算法与TEB算法相融合的AGV路径规划方法。首先将搜索领域根据一定的规则增加至12个,扩宽了AGV的搜索视... 为提高AGV的自主导航和自主避障性能,针对A^(*)算法路径规划中存在的长度非最短、拐点多、易碰撞等问题,提出了一种将改进后的A^(*)算法与TEB算法相融合的AGV路径规划方法。首先将搜索领域根据一定的规则增加至12个,扩宽了AGV的搜索视野并使搜索更具导向性;接着在启发函数中添增障碍物因子,使启发函数能够根据地图中障碍物的分布情况自适应改变,有效减少了函数预估误差;最后将改进A^(*)算法规划的全局最优路径分解为全局领航点,在两领航点间采用TEB算法进行局部路径规划,保证AGV在全局最优路径的基础上对动态障碍物进行实时规避。仿真表明,改进A^(*)算法能够显著减少路径的拐点数、长度和节点数。另外,利用全向麦轮底盘搭建AGV实验平台,搭载融合算法进行自主导航和自主避障测验,结果表明,所提算法能够有效缩短AGV的路径长度及行驶时间,且能够安全抵达目标点,验证了其优越性。 展开更多

关键词 AGV 路径规划 A^(*)算法 teb算法 融合算法

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基于改进A*和优化TEB的组合导航路径规划方法 被引量：4

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作者 张顺 张巧芬 +4 位作者 王桂棠 吴黎明 蔡志勇 李云飞 林子涵 《激光杂志》 CAS 北大核心 2024年第10期39-46,共8页

针对在复杂建筑装修场景下,测量机器人自主导航过程中存在路径规划速度慢、路径安全性不足以及运动速度振荡等问题,提出了一种改进A*和优化TEB的组合导航路径规划方法。该方法增加了对障碍物的碰撞评估检测,并优化全局规划路径中存在的... 针对在复杂建筑装修场景下,测量机器人自主导航过程中存在路径规划速度慢、路径安全性不足以及运动速度振荡等问题,提出了一种改进A*和优化TEB的组合导航路径规划方法。该方法增加了对障碍物的碰撞评估检测,并优化全局规划路径中存在的冗余路径点以及多余的转折点,在相邻路径点之间采用优化TEB算法进行局部规划,有效实现了规划路径最优,提升了路径的安全性能、减少了路径的规划时间并提高了路径转角缩减率。实验结果表明,改进的A*算法比传统A*算法在路径长度上平均减少了23.51%,在规划时间上平均快了42.52%;加入优化TEB算法实现局部路径修正,达到动态避障的目的,验证了算法的安全性和有效性。 展开更多

关键词 激光雷达 测量机器人 路径规划 A*算法 teb算法

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基于Bi-RRT和TEB算法的风电水域多目标点路径规划 被引量：3

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作者 陈慧敏 窦培林 +1 位作者 程晨 王震 《船海工程》 北大核心 2024年第4期130-136,共7页

针对运维船舶需要依次抵达多个待运维机组处开展风机维护工作,提出一种在风电水域进行多目标点自主路径规划的方法。采用改进Bi-RRT算法进行全局路径规划,TEB算法用于局部路径规划,融合两种算法完成多目标点自主路径规划。引入基于均匀... 针对运维船舶需要依次抵达多个待运维机组处开展风机维护工作,提出一种在风电水域进行多目标点自主路径规划的方法。采用改进Bi-RRT算法进行全局路径规划,TEB算法用于局部路径规划,融合两种算法完成多目标点自主路径规划。引入基于均匀概率的分配机制对Bi-RRT进行改进以减少冗余搜索空间;采用对立扩展树新节点导向策略以增强采样过程中的导向性;通过路径平滑处理,进一步优化路径。利用改进后算法进行仿真实验,与改进前算法进行对比得到:改进后算法迭代次数减少50.4%,求解时间减少11.7%,路径长度缩短30.5%。另外,在ROS仿真平台中搭建合理的仿真环境,结果表明,在同样的地图环境中,改进的Bi-RRT与TEB融合算法较A*算法得到路径更为优越可靠,同时,设定多任务点验证了所提算法进行多目标点路径规划的有效性和可行性。 展开更多

关键词 海上风电运维 改进Bi-RRT算法 teb算法 多目标点 路径规划

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基于改进TEB算法的智能小车狭窄通道局部路径规划 被引量：4

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作者 陈法法 苏晨 +2 位作者 蒋浩 万刚 陈保家 《三峡大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2024年第2期90-97,共8页

针对传统TEB(time elastic band)算法在智能小车通过狭窄通道时容易陷入局部最优,同时通过弯道时容易出现加速度突变等局限性,在传统TEB算法的基础上,结合同源TEB轨迹优化算法,在动态时变障碍物的环境中对传统TEB算法进行改进.首先,通... 针对传统TEB(time elastic band)算法在智能小车通过狭窄通道时容易陷入局部最优,同时通过弯道时容易出现加速度突变等局限性,在传统TEB算法的基础上,结合同源TEB轨迹优化算法,在动态时变障碍物的环境中对传统TEB算法进行改进.首先,通过构建拓扑地图搜索所有可行路径;然后,通过代价函数对每条路径进行评估,确定最优路径;最后,额外添加加速度约束,保证智能小车平顺通过弯道.实验结果表明,本文算法能够针对狭窄通道快速找到最优合理路径,同时也能大大抑制智能小车在通过弯道时加速度的冲击突变. 展开更多

关键词 智能小车 局部路径规划 teb算法 同源teb 加速度约束

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基于混合A*算法的移动机器人路径规划研究

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作者 谢春丽 陶天艺 《南京信息工程大学学报》 北大核心 2025年第3期340-351,共12页

针对混合A*算法规划的路径不够平滑且效率低的问题,提出优化混合A*算法的评价函数,引入角度惩罚系数的方法,使路径更加平滑,并引入最优步长的节点扩展方法以提高搜索效率.首先,将混合A*算法与TEB(Timed Elastic Band,时间弹性带)算法结... 针对混合A*算法规划的路径不够平滑且效率低的问题,提出优化混合A*算法的评价函数,引入角度惩罚系数的方法,使路径更加平滑,并引入最优步长的节点扩展方法以提高搜索效率.首先,将混合A*算法与TEB(Timed Elastic Band,时间弹性带)算法结合,生成混合路径规划算法.然后,基于ROS(Robot Operating System,机器人操作系统)对阿克曼转向机器人的路径规划过程进行仿真.结果表明:使用混合A*算法+DWA(动态窗口法)比使用A*算法+DWA算法的路径规划平均距离少23.83%;使用混合A*算法+TEB算法比使用A*算法+TEB算法的路径规划平均距离少22.49%;使用A*算法+TEB算法比使用A*算法+DWA算法的路径规划平均时间少6.99%;使用混合A*算法+TEB算法比使用混合A*算法+DWA算法的路径规划平均时间少6.25%.混合A*算法结合TEB算法的路径规划效率更高,规划出的路径更短,验证了混合路径规划算法的有效性和优越性.最后,在仓储环境中进行了阿克曼转向机器人路径规划实验,针对机器人实际运行轨迹与规划的轨迹有较大误差的问题,提出通过卡尔曼滤波对障碍物的位姿进行估计,并对机器人的轨迹进行跟踪的方法.结果表明:卡尔曼滤波的跟踪误差在0.2 m以内. 展开更多

关键词 混合A*算法 teb算法 路径规划 机器人操作系统(ROS) 卡尔曼滤波

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狭窄空间的位姿辅助点TEB无人车导航方法 被引量：8

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作者 栾添添 王皓 +1 位作者 尤波 孙明晓 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第4期121-128,共8页

针对无人车在狭窄空间环境中采用传统时间弹性带(TEB)算法通过率低下以及速度突变的问题,提出一种位姿辅助点TEB算法(PAP-TEB)。通过在狭窄空间两侧添加位姿辅助点,调用定点规划算法,提高狭窄空间环境的通过率;其次,利用速度插补控制和... 针对无人车在狭窄空间环境中采用传统时间弹性带(TEB)算法通过率低下以及速度突变的问题,提出一种位姿辅助点TEB算法(PAP-TEB)。通过在狭窄空间两侧添加位姿辅助点,调用定点规划算法,提高狭窄空间环境的通过率;其次,利用速度插补控制和S形速度规划分别优化自主导航和定点导航的输出速度,保证输出曲线的平滑和导航过程的稳定性;最后,通过无人车操作系统的对比仿真测试,以及两轮差速无人车实验对PAP-TEB算法进行性能验证。结果表明,在55 cm的狭窄通道场景下,PAP-TEB算法的通过率提升约50%;在穿门实验中,PAP-TEB算法相较于传统TEB算法的通过率提升超过20%,并且宽度越小,提升效果越明显,且无人车速度曲线波动较小,能够实现无人车的平稳运动。 展开更多

关键词 狭窄空间环境 位姿辅助点 teb算法 定点导航 速度优化

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融合改进A^(*)和TEB算法的机器人路径规划 被引量：10

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作者 高欣宇 田国富 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2023年第8期42-46,51,共6页

为了解决传统A^(*)算法路径搜索时间较长,拐点和转弯次数过多,搜索路径不够安全、平滑等问题,提出了一种融合改进A^(*)和TEB算法的路径规划方法。首先,更改启发函数的距离评价方式提高搜索效率,并引入转向角代价函数进一步优化评价函数... 为了解决传统A^(*)算法路径搜索时间较长,拐点和转弯次数过多,搜索路径不够安全、平滑等问题,提出了一种融合改进A^(*)和TEB算法的路径规划方法。首先,更改启发函数的距离评价方式提高搜索效率,并引入转向角代价函数进一步优化评价函数;其次,在扩展节点时启用自动切换搜索邻域的方式安全扩展,并提取路径中的关键节点;最后,将B样条曲线优化后的路径使用TEB算法进行局部路径规划。实验结果表明融合后的算法能有效提高规划效率,路径更加安全平滑,且机器人能够顺利避开动态障碍物。 展开更多

关键词 移动机器人 路径规划 改进A^(*)算法 teb算法

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改进TEB算法的局部路径规划算法研究 被引量：30

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作者 代婉玉 张丽娟 +1 位作者 吴佳峰 马向华 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2022年第8期283-288,共6页

在复杂动态环境中用传统TEB(time elastic band)算法规划路径时,会出现速度控制量不平滑导致的路径震荡、给机器人带来较大冲击和易发生碰撞。针对以上问题对传统TEB算法进行改进,对检测到的不规则障碍物膨胀化处理并进行区域分级策略,... 在复杂动态环境中用传统TEB(time elastic band)算法规划路径时,会出现速度控制量不平滑导致的路径震荡、给机器人带来较大冲击和易发生碰撞。针对以上问题对传统TEB算法进行改进,对检测到的不规则障碍物膨胀化处理并进行区域分级策略,优先考虑安全区域的行驶路线,使机器人在复杂环境中更加安全平稳地运行。在算法中加入障碍物距离对速度的约束,能有效降低机器人靠近障碍物后因速度跳变导致的路径行驶过程的震荡幅度和机器人受到的冲击,以保障机器人运行时的安全。通过在ROS环境中的大量对比仿真,表明在复杂动态环境中改进后TEB算法规划的路径更安全平滑,能有效减少机器人受到的冲击。 展开更多

关键词 teb算法 膨胀化处理 分级策略 路径规划

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基于TEB算法的移动机器人运动轨迹规划研究 被引量：2

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作者 高熙强 《农业装备与车辆工程》 2022年第7期126-129,共4页

移动机器人在完成自主导航过程中会受到地图障碍物信息和自身物理因素的影响,而偏离全局路径规划出的全局路线,使得机器人自主导航的精准度降低。引进TEB局部路径算法来规划全局路线,生成基于离散时间的路径点,得到一条满足运动学约束... 移动机器人在完成自主导航过程中会受到地图障碍物信息和自身物理因素的影响,而偏离全局路径规划出的全局路线,使得机器人自主导航的精准度降低。引进TEB局部路径算法来规划全局路线,生成基于离散时间的路径点,得到一条满足运动学约束、动力学约束、障碍物约束和时间约束的最优运动轨迹。仿真结果表明:该算法规划出来的运动轨迹能有效跟踪全局路径,提高了机器人自主导航的稳定性。 展开更多

关键词 移动机器人 teb算法 局部路径规划 运动轨迹

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改进时间弹性带的露天矿无人卡车避障路径规划研究 被引量：3

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作者 阮顺领 赵微 +2 位作者 辛智 顾清华 刘梓浩 《智能系统学报》 CSCD 北大核心 2024年第6期1449-1457,共9页

针对露天矿非结构化道路上因障碍具有突发性和多样性等特点,极大影响无人卡车路径规划和安全行驶等问题,提出一种基于改进时间弹性带(timed elastic bands,TEB)的矿区无人卡车避障路径规划算法。该算法通过调节融合位姿轨迹点,减少卡车... 针对露天矿非结构化道路上因障碍具有突发性和多样性等特点,极大影响无人卡车路径规划和安全行驶等问题,提出一种基于改进时间弹性带(timed elastic bands,TEB)的矿区无人卡车避障路径规划算法。该算法通过调节融合位姿轨迹点,减少卡车位姿计算量和路径转弯幅度,并针对复杂环境下易陷入局部最优的问题,在障碍物膨胀层与安全行驶区域间引入缓冲层,完成静态代价地图中最优安全路径规划。实验结果表明,在静态障碍物复杂场景下,该算法较传统TEB算法在安全绕障能力上有较大提升,平均导航速度更快,可有效保障露天矿无人卡车的安全行驶和高效运输。 展开更多

关键词 露天矿 无人卡车 路径规划 改进teb算法 避障规划 位姿轨迹点 静态代价地图 自主导航

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改进时间弹性带的动态避障轨迹规划系统研究 被引量：6

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作者 谢春丽 刘斐灏 《重庆交通大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期143-150,共8页

在动态障碍物存在的机器人导航场景下,时间弹性带算法(timed elastic bands, TEB)无法区分障碍物类型,易将动态障碍物视为静态类型去处理,致使导航过程出现碰撞而无法完成导航任务。针对机器人运行真实动态环境,采用两个均值滤波器对激... 在动态障碍物存在的机器人导航场景下,时间弹性带算法(timed elastic bands, TEB)无法区分障碍物类型,易将动态障碍物视为静态类型去处理,致使导航过程出现碰撞而无法完成导航任务。针对机器人运行真实动态环境,采用两个均值滤波器对激光点云进行滤波处理,实现动态障碍物的检测,而后增加动态障碍物代价地图层对检测到的障碍物进行聚类,利用卡尔曼滤波对动态障碍物的运动状态进行轨迹跟踪及状态预测,结合机器人当前运动状态作出动态避障的轨迹规划,采用阿克曼转向结构机器人进行仿真及真实动态环境下的重复实验。研究结果表明:改进TEB算法的动态避障轨迹规划系统能够在复杂动态环境中进行实时轨迹规划,生成安全平滑的局部轨迹,实现动态避障完成导航任务,能够满足移动机器人的动态避障要求。 展开更多

关键词 车辆与机电工程 时间弹性带算法 动态避障 卡尔曼滤波 轨迹规划

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