融合改进A*与VO算法的船舶避碰策略研究

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作者 廖功铭 任鸿翔 +1 位作者 王德龙 梁霄 《舰船科学技术》 北大核心 2025年第3期32-38,共7页

针对船舶在复杂海域下的静态路径规划及动态避碰问题,提出一种融合改进A*算法与VO算法的船舶避碰策略。通过引入栅格障碍占比改进启发函数,并添加安全距离参数和3次折线优化等方法提高了A*算法效率,为船舶规划一条安全、高效的航行路径... 针对船舶在复杂海域下的静态路径规划及动态避碰问题,提出一种融合改进A*算法与VO算法的船舶避碰策略。通过引入栅格障碍占比改进启发函数,并添加安全距离参数和3次折线优化等方法提高了A*算法效率,为船舶规划一条安全、高效的航行路径。针对多船会遇,提出基于四元船舶领域模型的速度障碍法,并融合动态窗口法对速度区间进一步约束。最后通过仿真实验验证算法在多船避碰中的有效性。 展开更多

关键词 船舶避碰 A*算法 四元船舶领域 速度障碍法

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融合改进A^(*)和速度障碍法的无人机局部避障规划

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作者 方祝平 李理 +2 位作者 唐荣 吴均 刘知贵 《电光与控制》 北大核心 2025年第7期7-12,共6页

针对无人机在全局路径规划和飞行过程中对局部动态障碍物的规避问题,设计一种融合改进A*和速度障碍法的实时动态避障算法。在传统A^(*)算法中引入基于ESDF地图的自适应节点拓展步长策略,减少路径搜索过程中的冗余节点,并通过B-spline曲... 针对无人机在全局路径规划和飞行过程中对局部动态障碍物的规避问题,设计一种融合改进A*和速度障碍法的实时动态避障算法。在传统A^(*)算法中引入基于ESDF地图的自适应节点拓展步长策略,减少路径搜索过程中的冗余节点,并通过B-spline曲线平滑初始路径。结合无人机动力学模型,设计三维空间下的速度障碍法,实现局部动态环境下的实时避障。在局部避障路径和全局航路点之间引入吸引力函数,使无人机在局部避障之后平滑回归到全局路径,避免陷入局部最优状态。仿真实验表明,该算法在全局路径规划时搜索时间节省64.5%,节点探索数量减少62.2%,无人机在动态环境中能够有效避开障碍物。 展开更多

关键词 无人机 A^(*)算法 速度障碍法 动态避障 路径规划

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基于Voronoi图和改进K-means的扇区优化研究 被引量：4

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作者 林福根 温祥西 +1 位作者 吴明功 衡宇铭 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第1期170-179,共10页

扇区划分是空中交通管制的一项重要工作,合理的扇区划分能够提高空域的使用率,保障航空器的飞行安全。鉴于平峰时段的扇区划设不能很好适用于复杂空情的现状,提出一种基于Voronoi图和改进K-means的扇区优化方法。依据空情态势构建冲突网... 扇区划分是空中交通管制的一项重要工作,合理的扇区划分能够提高空域的使用率,保障航空器的飞行安全。鉴于平峰时段的扇区划设不能很好适用于复杂空情的现状,提出一种基于Voronoi图和改进K-means的扇区优化方法。依据空情态势构建冲突网络,结合航空器速度障碍关系和复杂网络理论提出了扇区综合管制负荷计量方式。依据负荷值采用改进K-means聚类方法确定了合理的聚类中心作为Voronoi图的生成元,从而使用Voronoi图的划分方法生成合理边界来优化扇区。采集厦门空域管制扇区数据作为仿真场景进行了计算分析,结果表明,在繁忙时段,优化后的扇区管制负荷平均方差相比原扇区降低了66.04%,平峰时段降低了13.88%,达到了均衡扇区负荷的目的,验证了扇区优化方法的有效性,为现有的扇区划设工作提供了参考依据。 展开更多

关键词 空中交通管制 扇区优化 K-MEANS 速度障碍法 voRONOI图

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多传感器信息融合在四足机器人避障中的应用 被引量：8

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作者 张天 杨晨曦 +2 位作者 朱颖 宋明辉 张地 《传感器与微系统》 CSCD 2015年第5期150-153,共4页

为提高仿生四足机器人在复杂、动态环境下对障碍物位置信息的感知能力,针对机器人在结构化路面上以Walk步态行走的情况,对双目视觉传感器和超声测距传感器获取的障碍物距离信息进行融合研究。首先,对两种传感器获取的障碍物距离信息进... 为提高仿生四足机器人在复杂、动态环境下对障碍物位置信息的感知能力,针对机器人在结构化路面上以Walk步态行走的情况,对双目视觉传感器和超声测距传感器获取的障碍物距离信息进行融合研究。首先,对两种传感器获取的障碍物距离信息进行卡尔曼滤波,降低环境中杂波的影响,然后,根据STF融合算法,利用滤波后得到的两组状态向量的估计值和协方差矩阵进行融合处理。仿真结果表明:滤波后的距离信息的估计值曲线很好地跟踪了真实值曲线,说明卡尔曼滤波算法发挥了良好的滤波作用;与融合前相比,融合后的距离信息估计值的方差明显减小,说明融合后的障碍物位置信息更加准确,满足了仿生四足机器人在复杂、动态环境下作业和行进的精度要求。 展开更多

关键词 双目视觉传感器 超声测距传感器 卡尔曼滤波算法 匀速模型 STF算法 机器人避障

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改进TEB算法的多机器人动态避障策略研究 被引量：19

5

作者 陈奕梅 沈建峰 李柄棋 《电光与控制》 CSCD 北大核心 2022年第5期107-112,共6页

针对多机器人环境下时间弹性带(TEB)算法在动态避障时轨迹欠佳且速度输出不稳定的问题,将TEB算法和速度障碍(VO)法进行融合,提出了TEB-VO轨迹规划算法,对机器人临近动态障碍物的避障速度进行约束。之后,设计了一个自适应参数动态调节模... 针对多机器人环境下时间弹性带(TEB)算法在动态避障时轨迹欠佳且速度输出不稳定的问题,将TEB算法和速度障碍(VO)法进行融合,提出了TEB-VO轨迹规划算法,对机器人临近动态障碍物的避障速度进行约束。之后,设计了一个自适应参数动态调节模块,对规划轨迹的离散间隔以及机器人允许的最大线速度进行动态调整,使得机器人的轨迹趋于平缓且速度输出更加合理。最后,基于机器人操作系统(ROS)与Turtlebot3机器人进行了仿真和实验,验证了该算法具有良好的轨迹规划和动态避障能力。 展开更多

关键词 多机器人系统 动态避障 时间弹性带算法 速度障碍法 算法融合

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基于行为动力学的移动机器人安全导航方法 被引量：6

6

作者 郝大鹏 傅卫平 王雯 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2014年第1期136-142,共7页

研究机器人行为动力学方法的导航问题,该方法在动态环境下存在碰撞危险。提出一种改进迭代最近点算法,可以在机器人导航过程中实时获取障碍物的位姿变化。根据位姿变化将障碍物分为静止障碍物、移动障碍物。结合环境信息的不完整性和运... 研究机器人行为动力学方法的导航问题,该方法在动态环境下存在碰撞危险。提出一种改进迭代最近点算法,可以在机器人导航过程中实时获取障碍物的位姿变化。根据位姿变化将障碍物分为静止障碍物、移动障碍物。结合环境信息的不完整性和运动障碍物速度信息,提出可感知速度障碍物(perceivable velocity obstacles,PVO)概念,该概念定义的障碍物是机器人感知障碍物区域沿其相对运动方向膨胀得到的避障区域,是一种虚拟障碍物。将PVO作为障碍物应用于行为动力学方法完成机器人导航控制。所提出的改进方法在不改变原有行为动力学方法的基础上,增加了安全导航功能,简单易用。仿真实例证实,在动态环境下,改进的行为动力学导航方法比经典的行为动力学导航方法更加安全。 展开更多

关键词 移动机器人 安全导航 行为动力学方法 迭代最近点算法 可感知速度障碍物

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基于速度障碍法的多UAV可飞行航迹优化生成 被引量：11

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作者 张毅 杨秀霞 周硙硙 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2015年第2期323-330,共8页

研究无人飞行器(unmanned aerial vehicle,UAV)在线可飞行航迹的自主规划对UAV适应非结构化环境、提高机动作战能力具有重要的现实意义。提出了一种基于Pythagorean Hodograph(PH)曲线的UAV在线航迹生成算法,可以根据UAV当前的飞行状态... 研究无人飞行器(unmanned aerial vehicle,UAV)在线可飞行航迹的自主规划对UAV适应非结构化环境、提高机动作战能力具有重要的现实意义。提出了一种基于Pythagorean Hodograph(PH)曲线的UAV在线航迹生成算法,可以根据UAV当前的飞行状态、目标点信息及传感器探测信息实时规划出曲率连续的可避碰飞行航迹。考虑系统动态性能约束,采用分布估计算法对航迹参数进行优化选取,提出基于区间选优的全局精英个体概率选择机制,提高了航迹生成的速度及精度。根据速度障碍法原理,结合PH曲线的特点,给出了高动态环境下多UAV的实时动态避碰规划算法,该算法能使轨迹快速趋近于目标。对一组UAV的航迹规划在不同环境下进行了仿真实验,仿真结果证明了算法的有效性和实用性。 展开更多

关键词 多无人飞行器 PH曲线 航迹规划 分布估计算法 速度障碍法

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复杂环境下多移动机器人控制算法研究 被引量：10

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作者 陈奕梅 康雪晶 徐鹏 《电光与控制》 CSCD 北大核心 2021年第4期48-52,共5页

针对相互速度障碍法(RVO)避障速度理论上可选而实际应用中不可达的问题,综合考虑相互速度障碍法和动态窗口法(DWA)的优缺点,将两种算法进行融合,对可选避障速度进行运动学约束。进一步,针对复杂环境下多移动机器人相遇过程中膨胀半径可... 针对相互速度障碍法(RVO)避障速度理论上可选而实际应用中不可达的问题,综合考虑相互速度障碍法和动态窗口法(DWA)的优缺点,将两种算法进行融合,对可选避障速度进行运动学约束。进一步,针对复杂环境下多移动机器人相遇过程中膨胀半径可能导致移动机器人避障失败的问题,又提出了膨胀半径可变的自适应相互速度障碍法(ARVO)。该方法可以通过判断周边环境的复杂度对膨胀半径进行调整,既保障了移动机器人与周边障碍物的安全距离,又适当扩大了可选速度范围。最后,通过机器人操作系统(ROS)中的Gazebo仿真平台验证了算法的良好性能。 展开更多

关键词 相互速度障碍法 动态窗口法 算法融合 自适应相互速度障碍法

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基于改进Bi-RRT的无人水面艇自动避碰算法 被引量：20

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作者 欧阳子路 王鸿东 +1 位作者 王检耀 易宏 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2019年第6期8-14,共7页

[目的]提出一种实现无人水面艇(USV)在高速航行时自动规避障碍物的方法。[方法]将双向搜索树(B i-RRT)算法与速度障碍法相结合,得到基于改进Bi-RRT的无人水面艇自动避碰算法。针对Bi-RRT算法扩展操作中父节点延伸方向位于锥形碰撞区内... [目的]提出一种实现无人水面艇(USV)在高速航行时自动规避障碍物的方法。[方法]将双向搜索树(B i-RRT)算法与速度障碍法相结合,得到基于改进Bi-RRT的无人水面艇自动避碰算法。针对Bi-RRT算法扩展操作中父节点延伸方向位于锥形碰撞区内的情况,提出避碰危险度系数与障碍物排斥向量,使父节点延伸方向有远离障碍物中心的趋势。同时,针对算法实时性问题,提出两棵搜索树并行延伸扩展的方式,以及当父节点延伸方向位于锥形碰撞区外时触发的目标吸引向量,以加速算法收敛。[结果]结果显示,采用上述改进方法设计的算法搜索树延伸失败次数降低,规划的避碰路径短且更加平滑。[结论]该改进Bi-RRT算法实时性强、路径规划质量高,对实际工程应用有重要意义。 展开更多

关键词 无人水面艇 自主避障 双向搜索树算法 速度障碍法

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融合改进动态窗口法与速度障碍法的无人船局部路径规划 被引量：13

10

作者 谭智坤 张隆辉 +1 位作者 刘正锋 魏纳新 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2023年第3期311-322,共12页

为解决传统动态窗口法未考虑无人船的运动特性,规划路径绕行于障碍物稠密区外围,路程偏长,且与动态障碍物距离过近,动态避障效果不佳等缺点,提出融合改进动态窗口法与速度障碍法的无人船局部路径规划算法。首先,对于无人船的运动特性,... 为解决传统动态窗口法未考虑无人船的运动特性,规划路径绕行于障碍物稠密区外围,路程偏长,且与动态障碍物距离过近,动态避障效果不佳等缺点,提出融合改进动态窗口法与速度障碍法的无人船局部路径规划算法。首先,对于无人船的运动特性,在速度选择中考虑艏摇角速度及漂角的影响;其次,提出障碍物搜索角这一概念,更好地处理障碍物对无人船航行造成的影响,使得无人船可穿行于障碍物稠密区而不发生碰撞,且可大大缩短航行的路程与时间;最后,融合速度障碍法,并根据无人船与动态障碍物的相对速度提出新的动态窗口法评价函数,使得无人船在避碰安全的情况下以较快的速度避开动态障碍物。数值仿真结果表明,改进方法规划的路径曲折少、更平滑,有利于无人船的航行,在路径长度、航行时间与平均速度等方面均优于传统算法,并且具有更强的动态避障调节能力。 展开更多

关键词 水面无人船 局部路径规划 动态窗口法 速度障碍法 避障 最优路径

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基于航迹推演的船舶动态智能避碰方法 被引量：4

11

作者 张可 黄立文 +3 位作者 贺益雄 赵兴亚 陈家豪 黄卫国 《中国航海》 CSCD 北大核心 2023年第4期20-29,共10页

针对受限水域船舶动态智能避碰问题,将航迹预测与改进速度障碍相结合,提出一种船舶动态智能避碰方法。建立两船相对运动模型并实时计算船舶避碰运动参数,基于三自由度船舶操纵运动数学(MMG)模型和Kalman滤波算法分别预测本船(OS)和目标... 针对受限水域船舶动态智能避碰问题,将航迹预测与改进速度障碍相结合,提出一种船舶动态智能避碰方法。建立两船相对运动模型并实时计算船舶避碰运动参数,基于三自由度船舶操纵运动数学(MMG)模型和Kalman滤波算法分别预测本船(OS)和目标船(TS)下一时刻运动状态;然后结合《国际海上避碰规则》(简称《规则》)、良好船艺、航迹预测模型、速度障碍算法和航向控制系统等分析设计船舶动态智能避碰决策模型;通过仿真试验验证动态智能避碰决策模型的可行性和有效性。结果表明:该算法可满足受限水域两船和多船复杂会遇局面下船舶智能避碰,实现动态避碰条件下的船舶安全航行。 展开更多

关键词 智能避碰 速度障碍 《国际海上避碰规则》 航迹预测 船舶运动模型

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基于全局路径规划的相互速度障碍物人群疏散方法 被引量：1

12

作者 黄杨昱 胡伟 袁国栋 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2013年第6期1753-1758,共6页

针对相互速度障碍物(RVO)模型缺少全局路径规划,只依靠局部碰撞避免不能很好地模拟复杂的疏散场景问题,提出了一种剩余路径代价尽量小的动态全局路径选择方法。该方法包含路径预处理和路径实时更新两部分:第一部分使用快速最短路径算法(... 针对相互速度障碍物(RVO)模型缺少全局路径规划,只依靠局部碰撞避免不能很好地模拟复杂的疏散场景问题,提出了一种剩余路径代价尽量小的动态全局路径选择方法。该方法包含路径预处理和路径实时更新两部分:第一部分使用快速最短路径算法(SPFA)求取场景最短路径(SSP);第二部分根据SSP快速动态地计算每个个体的最优疏散路径,并使用KD树优化障碍物阻挡判断过程。最后将方法扩展到多楼层、多障碍物、多通道、多出口的复杂场景实现了近千人的仿真实验。实验结果表明,该方法在多个场景中都取得了良好的路径规划效果。 展开更多

关键词 人群疏散 路径优化 KD树 三维模拟 速度障碍物

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基于飞行冲突网络和遗传算法的冲突解脱策略 被引量：4

13

作者 毕可心 吴明功 +2 位作者 温祥西 张文斌 杨文达 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2023年第5期1429-1440,共12页

针对空域中多机飞行冲突问题,提出了一种基于飞行冲突网络和遗传算法的飞行冲突解脱方法。首先,根据航空器位置、航向和速度状态判断航空器节点之间的冲突,构建飞行冲突网络模型,通过速度障碍法确定网络中的连边和权重。然后,依据不同... 针对空域中多机飞行冲突问题,提出了一种基于飞行冲突网络和遗传算法的飞行冲突解脱方法。首先,根据航空器位置、航向和速度状态判断航空器节点之间的冲突,构建飞行冲突网络模型,通过速度障碍法确定网络中的连边和权重。然后,依据不同的场景,将飞行冲突的解脱方式分为速度解脱、航向解脱和复合解脱,并分别推导了解脱范围。在此基础上,根据飞行冲突网络的复杂性构造适应度函数,并使用遗传算法对飞行冲突问题进行编码和求解。仿真实验表明,所提方法能够根据管制需要和管制员的能力,为不同管制态势下的飞行冲突解脱提供合理、可行的方案,可在18 s内完成对8架航空器的调整,并消解超过12对以上的飞行冲突,与其他多机解脱方法相比,时效性高且冲突消解能力更强。 展开更多

关键词 飞行冲突网络 飞行冲突解脱 速度障碍法 遗传算法 空中交通管理

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基于速度障碍法的飞行冲突解脱与恢复策略 被引量：17

14

作者 王泽坤 吴明功 +2 位作者 温祥西 蒋旭瑞 高阳阳 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第7期1294-1302,共9页

针对飞行中的冲突解脱和航迹恢复问题,在速度障碍法模型的基础上提出了一种几何优化的方法,并对这个问题进行了严格的数学描述。首先根据飞机之间的相对位置和速度关系,确定其冲突类型,以及是否满足各解脱策略的条件,选取相应的解脱策略... 针对飞行中的冲突解脱和航迹恢复问题,在速度障碍法模型的基础上提出了一种几何优化的方法,并对这个问题进行了严格的数学描述。首先根据飞机之间的相对位置和速度关系,确定其冲突类型,以及是否满足各解脱策略的条件,选取相应的解脱策略,待冲突解脱完成后,飞机恢复至原航线飞行。然后通过几何分析,理论推导,该模型能够有效解决飞行冲突,并且具体给出冲突解脱和航迹恢复的位置。最后在仿真中,所提方法根据不同场景能够自主选择冲突解脱策略,结果显示该方法简单高效,并且在航迹恢复过程中不引入新的飞行冲突。 展开更多

关键词 速度障碍 空中交通管制 冲突探测 冲突解脱 航迹恢复 几何优化算法

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大型自主水下机器人全局静态与局部动态融合路径规划方法 被引量：4

15

作者 梁世勋 丁宁宁 刘健 《舰船科学技术》 北大核心 2021年第11期83-89,94,共8页

针对大型自主水下机器人在做全局路径规划时面临环境建模复杂,算法求解能力弱以及面对局部动态障碍时自主性低,避障路径规划困难等问题,采用极坐标表示形成路径同心圆,在严格机动性约束下提出基于改进粒子群算法和速度障碍法的全局静态... 针对大型自主水下机器人在做全局路径规划时面临环境建模复杂,算法求解能力弱以及面对局部动态障碍时自主性低,避障路径规划困难等问题,采用极坐标表示形成路径同心圆,在严格机动性约束下提出基于改进粒子群算法和速度障碍法的全局静态与局部动态相融合的路径规划方法。在极坐标表示的环境模型中,在全局静态规划中引入最优粒子"变异"过程提升算法求解能力;在局部动态规划中利用速度障碍法求解局部碰撞范围和安全路径区域以保证避障路径最优。实验结果表明,与传统粒子群和遗传算法相比,改进方法在全局静态规划中路径更短、求解能力更强,局部动态规划能够得到出最优避障路径。 展开更多

关键词 大型自主水下机器人 粒子群算法 速度障碍法 动态障碍 全局路径规划

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基于飞行冲突网络最优支配集的冲突调配策略 被引量：5

16

作者 吴明功 毕可心 +1 位作者 温祥西 孙继昆 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期242-253,共12页

针对空中交通流量逐年上升、管制压力增大、飞行冲突难调配的问题,以航空器为节点,基于航空器之间的速度障碍关系建立飞行冲突网络。定义最优支配集的概念,通过移除飞行冲突网络的最优支配集节点,快速消解网络中的冲突,降低网络的复杂... 针对空中交通流量逐年上升、管制压力增大、飞行冲突难调配的问题,以航空器为节点,基于航空器之间的速度障碍关系建立飞行冲突网络。定义最优支配集的概念,通过移除飞行冲突网络的最优支配集节点,快速消解网络中的冲突,降低网络的复杂性。在使用粒子群(PSO)算法对网络最优支配集进行求解的过程中,引入免疫机制,设置节点和连边2种类型的抗原,保证对关键航空器和高风险冲突的优先调配。实验仿真表明:所提冲突调配策略相较于传统方法能够快速识别网络中的关键航空器节点,并对高风险的冲突连边具有较好的灵敏性,可为管制员和管制系统提供更加准确、可靠的信息和建议,在宏观上辅助进行飞行冲突的调配。 展开更多

关键词 复杂网络 最优支配集 冲突调配 粒子群算法 速度障碍法

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基于双粒子群算法的矿井搜救机器人路径规划 被引量：11

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作者 封硕 谢廷船 +1 位作者 康靖 李建良 《工矿自动化》 北大核心 2020年第1期65-71,共7页

针对在复杂地形中标准的粒子群算法用于矿井搜救机器人路径规划存在迭代速度慢和求解精度低的问题,提出了一种基于双粒子群算法的矿井搜救机器人路径规划方法。首先将障碍物膨胀化处理为规则化多边形,以此建立环境模型,再以改进双粒子... 针对在复杂地形中标准的粒子群算法用于矿井搜救机器人路径规划存在迭代速度慢和求解精度低的问题,提出了一种基于双粒子群算法的矿井搜救机器人路径规划方法。首先将障碍物膨胀化处理为规则化多边形,以此建立环境模型,再以改进双粒子群算法作为路径寻优算法,当传感器检测到搜救机器人正前方一定距离内有障碍物时,开始运行双改进粒子群算法:改进学习因子的粒子群算法(CPSO)粒子步长大,适用于相对开阔地带寻找路径,而添加动态速度权重的粒子群算法(PPSO)粒子步长小,擅长在障碍物形状复杂多变地带寻找路径;然后评估2种粒子群算法得到的路径是否符合避障条件,若均符合避障条件,则选取最短路径作为最终路径;最后得到矿井搜救机器人在整个路况模型中的最优行驶路径。仿真结果表明,通过改进学习因子和添加动态速度权重提高了粒子群算法的收敛速度,降低了最优解波动幅度,改进的双粒子群算法能够与路径规划模型有效结合,在复杂路段能够寻找到最优路径,提高了路径规划成功率,缩短了路径长度。 展开更多

关键词 矿井搜救机器人 机器人避障 双粒子群算法 路径规划模型 改进学习因子 动态速度权重

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改进速度障碍法的无人艇局部路径规划 被引量：5

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作者 赵贵祥 王晨旭 +1 位作者 王贺平 李云淼 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2023年第12期3975-3983,共9页

针对传统速度障碍(velocity obstacles,VO)法进行局部路径规划时避碰路径长、避碰时间长以及忽略紧迫局面会遇中避让责任的约束等问题,提出一种适用于水面无人艇(unmanned surface vehicle,USV)的改进VO法。将四元船舶领域和碰撞威胁距... 针对传统速度障碍(velocity obstacles,VO)法进行局部路径规划时避碰路径长、避碰时间长以及忽略紧迫局面会遇中避让责任的约束等问题,提出一种适用于水面无人艇(unmanned surface vehicle,USV)的改进VO法。将四元船舶领域和碰撞威胁距离引入VO避碰时机的计算中,确定了避碰阈值;将最晚施舵距离作为碰撞危险局面过渡到紧迫局面的临界值,构建了紧迫局面模型;设计了USV避碰模型,并通过国际海上避碰规则(International Regulations for Collision Avoidance at Sea,GOLREGs)进行约束。比较分析了对遇、右交叉、左交叉和追越4种会遇的避碰仿真。仿真结果表明:改进的VO法平均路径缩短39.88%、平均时间减少44.26%,改进后的局部规划能够在保证安全避碰的条件下满足GOLREGs第8条和第13~17条的避让要求。 展开更多

关键词 局部路径规划 速度障碍法 国际海上避碰规则 水面无人艇 紧迫局面

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结合A^(*)与速度障碍法的无人机路径规划混合算法

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作者 屈景怡 黄达权 +1 位作者 许楠 王鹏 《兵器装备工程学报》 2025年第8期70-79,共10页

针对城市复杂低空场景中无人机面临的静态与动态障碍物协同避障难题,提出“全局-局部”分层协同路径规划架构,突破传统单层规划范式。针对静态障碍物构建三维栅格化全局导航框架,改进A*算法通过三维空间拓展与优先遍历策略,在保证路径... 针对城市复杂低空场景中无人机面临的静态与动态障碍物协同避障难题,提出“全局-局部”分层协同路径规划架构,突破传统单层规划范式。针对静态障碍物构建三维栅格化全局导航框架,改进A*算法通过三维空间拓展与优先遍历策略,在保证路径最优长度的前提下提升搜索效率,并采用关键节点保留技术减少冗余路径点,生成兼具平滑性与实时性的全局路径;针对动态障碍物开发多维度避障决策模型,将速度障碍法升级至三维模型,结合无人机运动学约束生成符合加速度限制的避障轨迹,解决动态环境下的实时避障问题。通过分层递进式算法融合机制,以全局路径引导局部动态规划,构建全环境适应性混合路径规划算法,并完成全链路仿真环境部署验证。实验结果表明,改进算法在全局规划中路径效率较传统方法提升60%,局部动态避障成功率超过90%,且轨迹平滑性满足无人机动力学约束。本研究形成的分层协同规划框架为高密度城市空域无人机自主导航提供理论创新性与工程实用性兼备的解决方案,推动低空交通系统智能化发展。 展开更多

关键词 无人机 路径规划 A~*算法 速度障碍法 混合算法

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