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基于改进APF-RRT的采摘机械臂运动路径规划
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作者 贾通 潘星宇 +3 位作者 钱振东 路红 李佩娟 张文 《农机化研究》 北大核心 2026年第2期173-182,共10页
在农业自动化快速发展的背景下,机械臂作为果园智能采摘作业的核心设备,其路径规划能力直接影响作业效率。然而果园环境复杂,传统人工势场法(APF)、快速随机搜索树(RRT)等路径规划算法在避障能力与运动平滑等方面仍存在一定不足,难以满... 在农业自动化快速发展的背景下,机械臂作为果园智能采摘作业的核心设备,其路径规划能力直接影响作业效率。然而果园环境复杂,传统人工势场法(APF)、快速随机搜索树(RRT)等路径规划算法在避障能力与运动平滑等方面仍存在一定不足,难以满足高效、安全的采摘需求。针对上述问题,提出了一种基于改进APF-RRT的路径规划算法。通过人工势场引导目标采样方向,增强路径趋近性,并引入非线性斥力场模型平滑势能分布,缓解斥力突变导致的局部震荡;同时,设计了基于最小障碍距离的动态步长策略,自适应调整采样粒度,以兼顾搜索效率和避障精度;通过障碍可行性检测方法去除冗余节点,结合三次B样条曲线实现路径平滑处理,提升路径连续性与执行稳定性。试验表明:在二维空间环境下,改进APF-RRT算法较RRT与APF-RRT算法分别缩短耗时78.75%、58.99%,路径长度减少16.88%、5.93%;在三维空间环境下,耗时缩短88.85%、65.20%,路径长度减少19.60%、5.61%;在机械臂仿真环境中,改进算法生成的路径更加平滑,转折点数量减少。研究结果验证了改进APF-RRT算法在复杂果园下具备良好的全局搜索与避障能力,以及较好的有效性与稳定性。 展开更多
关键词 采摘机械臂 路径规划 人工势场法 快速随机搜索树 改进apf-RRT算法 避障
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基于GD-RRT-APF融合的机器人路径规划
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作者 柴立平 马诗露 +1 位作者 朱利凯 李跃 《机械研究与应用》 2025年第2期174-178,共5页
文章提出一种目标导向下人工势场结合快速搜索树(GD-RRT-APF)的机器人路径规划算法,此算法在快速搜索树中添加目标导向启发,以减少搜索路径的随机扩展;同时结合人工势场目标点周围的势场分布优势,提升机器人路径规划的避障能力和路径最... 文章提出一种目标导向下人工势场结合快速搜索树(GD-RRT-APF)的机器人路径规划算法,此算法在快速搜索树中添加目标导向启发,以减少搜索路径的随机扩展;同时结合人工势场目标点周围的势场分布优势,提升机器人路径规划的避障能力和路径最优效果。仿真分析和实验验证表明,与传统RRT算法相比,该算法规划的路径更短,虽然耗时增加3.63 s,但计算效率更高。结果表明,该算法在有效避免碰撞的前提下,降低了传统RRT算法的随机性,能够快速生成平滑、短距离的路径,从而能更加高效地完成路径规划任务。 展开更多
关键词 RRT算法 apf算法 GD-RRT-apf融和算法 目标导向
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应用改进APF-Informed-RRT^(*)算法的配送无人机航迹规划 被引量:1
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作者 刘玉梦 任彦 +3 位作者 王静宇 赵利云 王琦 单俊茹 《中国测试》 北大核心 2025年第1期173-180,共8页
为加快末端物流配送的效率,提出一种配送无人机的航迹规划问题。针对传统快速搜索随机树(rapidlysearch random tree,RRT)算法在航迹规划中存在的盲目性和路径不平滑等问题,将人工势场法(artificial potential field,APF)与Informed-RRT... 为加快末端物流配送的效率,提出一种配送无人机的航迹规划问题。针对传统快速搜索随机树(rapidlysearch random tree,RRT)算法在航迹规划中存在的盲目性和路径不平滑等问题,将人工势场法(artificial potential field,APF)与Informed-RRT^(*)算法融合,提出一种自适应步长增长策略的改进APF-Informed-RRT^(*)算法。首先在选择新节点时,考虑到障碍物和目标点的影响,提出一种自适应步长增长策略来解决采样的盲目性;其次采用三次B样条对拐点处进行平滑处理;最后分别采用RRT^(*)算法、Informed-RRT^(*)算法和改进APF-Informed-RRT^(*)算法在两种环境中进行仿真实验。结果表明,改进APF-Informed-RRT^(*)算法相较于RRT^(*)算法和Informed-RRT^(*)算法,在运行时间、迭代次数以及路径平滑上都得到提升。 展开更多
关键词 末端物流配送 航迹规划 人工势场法 Informed-RRT^(*)算法
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基于GSM-QGA的自适应椭圆作用域APF路径规划
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作者 李晖 刘述娟 +2 位作者 秦慧萍 鞠明媚 杜左强 《计算机系统应用》 2025年第3期248-258,共11页
针对传统人工势场法(artificial potential field,APF)未充分考虑车辆避碰风险分布差异性和陷入局部极值导致路径规划失败的问题,提出一种基于梯度统计变异量子遗传算法(gradient statistical mutation quantum genetic algorithm,GSM-Q... 针对传统人工势场法(artificial potential field,APF)未充分考虑车辆避碰风险分布差异性和陷入局部极值导致路径规划失败的问题,提出一种基于梯度统计变异量子遗传算法(gradient statistical mutation quantum genetic algorithm,GSM-QGA)的自适应椭圆作用域人工势场法.在传统斥力场圆形作用域的基础上,通过分析车辆和障碍物的相对运动状态,定义斥力势场动态椭圆作用域计算方法;同时对势场函数影响因素进行分析,引入速度因素分别完成斥力势场函数和引力势场函数的设计;将梯度统计变异量子遗传算法作为改进人工势场局部最优修正策略,当车辆陷入局部极值往复运动时,基于车辆当前位置构建伪全局地图,规划可行路径跳出局部极值范围.仿真实验结果表明,改进算法规划的路径不仅可以有效避免车辆陷入局部极值,减少车辆不必要的避障操作,而且在路径平滑性和路径长度等方面相比于传统APF算法和固定椭圆域APF算法均具有优势,所规划路径长度分别缩短6.37%和9.14%. 展开更多
关键词 路径规划 人工势场法 梯度统计变异量子遗传算法 自适应椭圆作用域
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改进A^(*)与APF的移动机器人路径规划算法研究
5
作者 冯泽鹏 李宗刚 +1 位作者 夏广庆 陈引娟 《计算机工程与应用》 北大核心 2025年第20期132-145,共14页
针对A^(*)路径规划算法在复杂环境中存在搜索效率受限及动态避障能力不足的问题,提出了一种改进A^(*)算法与人工势场法相结合的路径规划方法。对静态障碍物进行预处理获取可视化通行节点,进而建立在空旷区域和障碍物区域分别采用三角形... 针对A^(*)路径规划算法在复杂环境中存在搜索效率受限及动态避障能力不足的问题,提出了一种改进A^(*)算法与人工势场法相结合的路径规划方法。对静态障碍物进行预处理获取可视化通行节点,进而建立在空旷区域和障碍物区域分别采用三角形边界和三邻域的搜索机制,基于双向交替搜索策略实现了全局路径规划;将全局路径离散为等间距轨迹点,并引入人工势能函数将位于轨线上的动态障碍物影响区域建模为椭圆区域,利用机器人与前进方向最近轨迹点的距离作为斥力函数修正因子,将其与前进方向轨迹点吸引力的合力方向作为机器人避障方向,实现局部避障。仿真结果表明,所提算法与传统双向A^(*)算法相比,搜索时间减少了96%,遍历节点数减少了82.28%,机器人在实现避障的同时沿着全局最优路径前行,从而验证了算法的有效性。 展开更多
关键词 移动机器人 路径规划 改进A^(*)算法 apf算法 动态避障
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基于改进A^(*)-APF混合策略的无人艇路径规划方法
6
作者 章业超 徐洪浩 +1 位作者 郑纯 陈志华 《兵器装备工程学报》 北大核心 2025年第11期86-93,共8页
现有无人艇的路径规划研究仅局限于简单的障碍物环境,难以满足日益复杂任务环境下的路径规划要求,因此,针对传统方法下无人艇在复杂障碍物环境中路径规划困难以及避障效果不理想的问题,提出了一种基于改进A^(*)-APF混合策略的路径规划... 现有无人艇的路径规划研究仅局限于简单的障碍物环境,难以满足日益复杂任务环境下的路径规划要求,因此,针对传统方法下无人艇在复杂障碍物环境中路径规划困难以及避障效果不理想的问题,提出了一种基于改进A^(*)-APF混合策略的路径规划方法。对APF算法的势场函数进行改进,并引入逃逸力及启发式阈值距离,解决了APF算法路径规划遇到的引力过大、局部极小值及目标点不可达等问题,同时降低海面风浪及无人艇本身惯性作用导致的碰撞风险;结合A^(*)算法,并在全局路径中增设局部目标点,提升路径规划质量,提高无人艇在动态环境下的避障能力。仿真结果表明,A^(*)-APF混合策略下的路径规划方法,在静态和动态障碍物环境下,规划路径长度比APF算法分别缩短了5.7%、4.3%;路径平滑度比APF算法分别提升了18.2%、22.6%,在静态障碍物和环境下比A^(*)算法提升了6.8%,且该方法避障成功率达100%,验证了该方法的可行性,有助于提升无人艇在复杂海面环境中的航行效率及安全性。 展开更多
关键词 无人艇 路径规划 人工势场法 启发式阈值距离 避障
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基于改进APF-RRT算法的分拣机器人路径规划研究 被引量:1
7
作者 马宇臣 周磊 +2 位作者 曹飞虎 倪浩 徐衍丰 《机电工程技术》 2025年第13期123-128,148,共7页
针对六自由度工业机器人在复杂的分拣环境中分拣速度慢、避障效果差等问题,提出了一种融合人工势场(Artificial Potential Field,APF)算法的快速扩展随机树(Rapidly-exploring Random Tree,RRT)改进算法。传统RRT算法路径规划随机性强... 针对六自由度工业机器人在复杂的分拣环境中分拣速度慢、避障效果差等问题,提出了一种融合人工势场(Artificial Potential Field,APF)算法的快速扩展随机树(Rapidly-exploring Random Tree,RRT)改进算法。传统RRT算法路径规划随机性强、收敛速度慢,在该算法中引入APF机制引导其向目标点进行有效扩展,减少路径搜索过程中的无效分支,提高搜索效率;优化对父系节点的选择策略,对原路径局部节点进行优化重连,提高路径质量及平滑性。根据实际分拣中可能出现的状况,在MATLAB软件中建立了3个不同的仿真场景,并将所提出的改进APF-RRT算法与传统RRT算法、APF-RRT算法进行对比仿真实验。结果表明,改进APF-RRT算法于不同分拣环境中,在路径长度、搜索时间、节点个数和迭代次数4个指标上均有一定提升,能以更高的效率搜索到更高质量的路径。 展开更多
关键词 工业机器人 快速扩展随机树 路径规划 改进apf-RRT算法
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基于APF-RRT^(*)算法的农田智能机器人路径规划
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作者 谭学岩 黄淑芬 +2 位作者 张洪涛 唐妙青 张玉颖 《现代信息科技》 2025年第19期177-181,187,共6页
为提高农田智能机器人在复杂环境下的路径规划效率与安全性,提出一种结合人工势场法(APF)与RRT^(*)算法的路径规划方法(APF-RRT^(*))。该方法利用RRT^(*)的全局搜索能力生成初始路径,通过改进APF优化路径长度与平滑度,降低冗余节点。改... 为提高农田智能机器人在复杂环境下的路径规划效率与安全性,提出一种结合人工势场法(APF)与RRT^(*)算法的路径规划方法(APF-RRT^(*))。该方法利用RRT^(*)的全局搜索能力生成初始路径,通过改进APF优化路径长度与平滑度,降低冗余节点。改进APF通过引力与斥力协同作用引导路径生长,规避障碍物并避免局部最小值。基于1 000 m ×1 000 m农田环境的仿真对比实验表明:APF-RRT^(*)规划的路径长度最短(169.2 m),较RRT、RRT^(*)和APF-RRT分别减少5.3%、0.6%和1.9%;规划时间仅需2.5 s,较RRT和RRT^(*)缩短60.3%和47.9%;访问节点数(56个)与迭代次数(780次)显著降低。该算法在路径平滑性、避障效率及全局搜索方面表现优异,为农田自动化作业提供了高效解决方案。 展开更多
关键词 农田智能机器人 路径规划 apf算法 RRT^(*)算法 路径优化
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基于ACO-A^(*)APF算法的莲蓬采摘末端执行器路径规划研究
9
作者 郑伟 杨东山 +1 位作者 范万鹏 马婕 《拖拉机与农用运输车》 2025年第3期102-107,共6页
为解决莲蓬采摘过程中障碍物众多,导致采摘路径长、采摘效率低、避障困难等问题,提出一种基于视觉感知信息的莲蓬采摘末端执行器路径规划方法。首先,构建基于YOLOv5s模型的成熟莲蓬目标与障碍物(幼蓬和荷花)的目标检测模型。基于荷塘实... 为解决莲蓬采摘过程中障碍物众多,导致采摘路径长、采摘效率低、避障困难等问题,提出一种基于视觉感知信息的莲蓬采摘末端执行器路径规划方法。首先,构建基于YOLOv5s模型的成熟莲蓬目标与障碍物(幼蓬和荷花)的目标检测模型。基于荷塘实景图像,获得成熟莲蓬与障碍物的类别和位置信息,构建荷塘环境的栅格地图模型。基于ACO(蚁群算法),A^(*)和APF(人工势场法),提出ACO-A^(*)APF算法构建多莲蓬采摘路径规划模型。其中,通过引入奖惩函数改进ACO的转移概率函数构建采摘点次序规划模型;采用A^(*)产生关键节点作为APF的虚拟目标点,并在引力势场函数中引入引力偏航系数,构建目标点之间的局部路径规划模型,有效解决了陷入局部陷阱的问题。仿真实验结果有效验证了基于ACO-A^(*)APF算法的采摘路径规划方法的有效性。为研发莲蓬智能采摘装备提供了有利依据。 展开更多
关键词 莲蓬采摘 视觉感知 YOLOv5算法 路径规划 ACO-A^(*)apf算法
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基于改进Informed-RRT*与APF的融合路径规划算法
10
作者 陈进元 董秀娟 +1 位作者 兰建平 杨亚会 《湖北汽车工业学院学报》 2025年第2期7-11,18,共6页
针对Informed-RRT*算法存在初始路径规划效率低、收敛速度慢、路径优化效果差问题,提出了改进In⁃formed-RRT*与APF的融合路径规划算法(I-RRT*APF)。引进RRT-Connect算法以提高初始路径规划效率,改进APF增强节点扩展方向性,采用动态步长... 针对Informed-RRT*算法存在初始路径规划效率低、收敛速度慢、路径优化效果差问题,提出了改进In⁃formed-RRT*与APF的融合路径规划算法(I-RRT*APF)。引进RRT-Connect算法以提高初始路径规划效率,改进APF增强节点扩展方向性,采用动态步长策略提高路径搜索效率,通过三次B样条曲线优化路径的平滑度。结果表明:在道路复杂环境下,改进算法规划的路径长度减少了7.25%,规划耗时减少了11.28%。 展开更多
关键词 Informed-RRT* RRT-Connect apf算法 动态步长 三次B样条曲线
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Path Planning for Emergency Response and Rescue Vessels in Inland Rivers by Improved Artificial Potential Field Algorithms
11
作者 Jingyu Yu Qingyu Shi +2 位作者 Wei Lin Jingfeng Wang Yuxue Pu 《哈尔滨工程大学学报(英文版)》 2025年第6期1291-1303,共13页
Frequent flood disasters caused by climate change may lead to tremendous economic and human losses along inland waterways.Emergency response and rescue vessels(ERRVs)play an essential role in minimizing losses and pro... Frequent flood disasters caused by climate change may lead to tremendous economic and human losses along inland waterways.Emergency response and rescue vessels(ERRVs)play an essential role in minimizing losses and protecting lives and property.However,the path planning of ERRVs has mainly depended on expert experiences instead of rational decision making.This paper proposes an improved artificial potential field(APF)algorithm to optimize the shortest path for ERRVs in the rescue process.To verify the feasibility of the proposed model,eight tests were carried out in two water areas of the Yangtze River.The results showed that the improved APF algorithm was efficient with fewer iterations and that the response time of path planning was reduced to around eight seconds.The improved APF algorithm performed better in the ERRV’s goal achievement,compared with the traditional algorithm.The path planning method for ERRVs proposed in this paper has theoretical and practical value in flood relief.It can be applied in the emergency management of ERRVs to accelerate flood management efficiency and improve capacity to prevent,mitigate,and relieve flood disasters. 展开更多
关键词 Emergency response and rescue vessels(ERRVs) Artificial potential field(apf)algorithm Path planning Emergency management Inland rivers
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基于A^(*)与APF融合算法的移动机器人路径规划
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作者 单子豪 俞建峰 钱陈豪 《轻工机械》 2025年第6期69-78,共10页
为了解决仓储环境中搬运机器人寻路时间长、遍历节点数和拐点数较多等问题,针对不同的障碍物环境,笔者提出了一种融合A^(*)算法与人工势场(Artificial Potential Field,APF)法的分层路径规划策略。在全局路径规划阶段,在A^(*)算法的启... 为了解决仓储环境中搬运机器人寻路时间长、遍历节点数和拐点数较多等问题,针对不同的障碍物环境,笔者提出了一种融合A^(*)算法与人工势场(Artificial Potential Field,APF)法的分层路径规划策略。在全局路径规划阶段,在A^(*)算法的启发函数中引入APF的斥力因子,以增强对障碍物的感知能力,从而生成更安全、平滑的路径;在局部路径执行阶段,采用APF方法实时计算引力和斥力,动态调整机器人轨迹,实现对动态障碍物的有效避让。仿真结果表明:在2种不同的环境下,A^(*)-APF算法相比于A^(*)算法,搜索节点数分别减少了54%和27%,搜索时间分别减少了54%和44%,拐点数分别减少了67%和75%,路径长度分别减少了3%和5%。在真实障碍物环境的试验中,A^(*)-APF算法路径长度和搜索时间均较小,且始终保持安全结果。 展开更多
关键词 移动机器人 路径规划 仓储 A^(*)算法 人工势场法
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融合改进RRT–Connect与APF的路径规划算法
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作者 赵卫东 刘立磊 吕红兵 《安徽工业大学学报(自然科学版)》 2025年第4期401-409,417,共10页
为提高无人驾驶车辆路径规划的实时性与安全性,提出一种融合改进双向快速扩展随机树(RRT–Connect)和人工势场(APF)的协同优化算法。首先采用动态步长策略,根据节点与障碍物间距自适应调整扩展步长,显著提高路径搜索效率;其次融合APF特... 为提高无人驾驶车辆路径规划的实时性与安全性,提出一种融合改进双向快速扩展随机树(RRT–Connect)和人工势场(APF)的协同优化算法。首先采用动态步长策略,根据节点与障碍物间距自适应调整扩展步长,显著提高路径搜索效率;其次融合APF特性,利用其引力分量引导随机树向目标点方向偏置采样以加快收敛速度,同时借助APF斥力分量实现障碍物规避以增强路径安全性;进而引入双向剪枝策略结合三次B样条曲线优化,有效缩短路径长度并提升轨迹平滑度;特别地,通过改进APF斥力函数增加目标点间距离分量,解决目标点不可达问题,又确保车辆在动态环境中能稳定抵达目标位置。为验证算法有效性,基于机器人操作系统(ROS)搭建仿真平台,在多种复杂障碍物场景下进行测试。结果表明:与基准RRT和RRT–Connect算法,本文提出的融合优化算法通过动态步长策略和采样函数改进,使路径节点数量分别减少约30%和12%,路径长度分别缩短约30%和13%,搜索时间分别降低约50%和3%;经双向剪枝策略和三次B样条曲线的联合优化处理,路径平滑度进一步提升、长度进一步缩短;改进后的斥力函数不仅有效解决了目标点不可达问题,同时提升了算法在动态复杂环境中的实时避障能力。 展开更多
关键词 RRT–Connect 人工势场法 动态步长 自适应采样 无人驾驶 实时避障 运动平滑 路径规划
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应用低次谐波无静差消除策略的三相并联型APF 被引量:5
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作者 吴振兴 邹旭东 +1 位作者 黄清军 邹云屏 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2010年第12期67-71,共5页
基于αβ坐标系,应用变步长自适应滤波算法对非线性负载的无功电流及谐波电流进行检测。通过将各低次谐波幅值也作为权值加入至自适应迭代算法中,有效地消除了低次谐波对步长收敛值及权值收敛值的影响,保证了检测算法的稳态精度。基于P... 基于αβ坐标系,应用变步长自适应滤波算法对非线性负载的无功电流及谐波电流进行检测。通过将各低次谐波幅值也作为权值加入至自适应迭代算法中,有效地消除了低次谐波对步长收敛值及权值收敛值的影响,保证了检测算法的稳态精度。基于PI控制器设计了比例谐振控制器的参数,将谐波检测算法获得的各次谐波指令分别通过相应的比例谐振控制器进行控制,即可实现对基波无功及25次以下各次谐波的无静差跟踪。仿真及实验结果验证了该算法及设计的有效性。 展开更多
关键词 有源滤波器 自适应滤波 变步长 比例谐振控制器
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基于FIA*-APF算法的蟹塘投饵船动态路径规划 被引量:9
15
作者 孙月平 方正 +4 位作者 袁必康 孙杰 孟祥汶 汪彦彤 赵德安 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期137-145,共9页
为了提高无人投饵船在含障碍物河蟹养殖池塘自主巡航的作业效率和安全性,该研究提出基于改进A*算法与人工势场法相融合(fusion of improved A*and artificial potential field,FIA*-APF)的蟹塘投饵船动态路径规划算法。首先引入动态加... 为了提高无人投饵船在含障碍物河蟹养殖池塘自主巡航的作业效率和安全性,该研究提出基于改进A*算法与人工势场法相融合(fusion of improved A*and artificial potential field,FIA*-APF)的蟹塘投饵船动态路径规划算法。首先引入动态加权因子优化A*算法评价函数;其次加入转折惩罚函数并删除冗余点,接着利用B样条曲线对全局路径进行平滑处理;最后将改进A*算法得到的全局路径作为改进人工势场法中的引力路径,生成投饵船自主巡航高效路径。根据养殖池塘创建静态和动态2种仿真环境,分别对传统人工势场法(traditional artificial potential field,TAPF)、基于A*和人工势场法的融合算法(the A*and artificial potential field,TA*-APF)和FIA*-APF算法的性能进行20次测试。仿真试验结果表明:2种环境下,FIA*-APF算法的平均规划时间是TAPF算法的17.23%,是TA*-APF算法的51.96%,平均指令节点数量比TAPF算法减少50.64%,比TA*-APF算法减少65.03%,平均路径长度比TA*-APF算法减少2.82%。蟹塘试验结果表明:FIA*-APF算法的规划时间为TAPF算法的38.16%,为TA*-APF的62.42%,路径长度比TAPF算法减少29.13%,比TA*-APF减少10.15%;另外,TAPF和TA*-APF算法规划路径上大于60°的转角分别是FIA*-APF算法的3.28和2.62倍,大于100°的转角分别是FIA*-APF算法的3.73和1.67倍,该研究算法规划的路径更高效平滑。研究结果可为无人投饵船自主导航提供参考。 展开更多
关键词 无人投饵船 算法 导航 路径规划 A*算法 人工势场法 动态避障
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基于APFIGA的全方位机器人多障碍区路径规划研究 被引量:2
16
作者 蒋林 赵杰 +1 位作者 闫继宏 陈新元 《高技术通讯》 CAS CSCD 北大核心 2012年第1期68-73,共6页
为解决机器人在多障碍区的路径规划问题,提出了一种基于由遗传算法改进的人工势场法(APFIGA)的全方位移动操作机器人路径规划方法。该规划方法通过在可穿越的障碍区添加障碍物穿越系数来鼓励机器人走捷径,进而提高其路径优化能力;... 为解决机器人在多障碍区的路径规划问题,提出了一种基于由遗传算法改进的人工势场法(APFIGA)的全方位移动操作机器人路径规划方法。该规划方法通过在可穿越的障碍区添加障碍物穿越系数来鼓励机器人走捷径,进而提高其路径优化能力;利用当前点邻域内势场强度信息,结合遗传算法确定全方位移动操作机器人的运动方向及速度,并引入机器人速度及移动障碍物速度的影响,得出势场强度下降最快的路径,提高方法的动态环境规划能力。该方法能克服机器人在障碍物附近易于抖动的现象,通过在斥力势中添加与目标距离成正比的系数项解决目标不可达问题,并利用填平势场跳出局部极小。仿真与实物实验结果验证了所提出路径规划方法的正确性和有效性。 展开更多
关键词 全方位移动操作机器人 由遗传算法改进的人工势场法(apfIGA) 穿越系数 人工势场(apf) 遗传算法
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基于APF-RRT*算法的装配机器人避障路径规划
17
作者 胡伟 王晓楠 《科技和产业》 2025年第17期73-78,共6页
针对装配生产线中机器人工作环境复杂、易发生碰撞且路径规划要求高的问题,提出一种APF-RRT*(人工势场-改进快速扩展随机树)算法。通过对机器人和障碍物进行模型简化,利用多种包围盒算法进行碰撞检测。详细阐述RRT、RRT*算法原理,并将... 针对装配生产线中机器人工作环境复杂、易发生碰撞且路径规划要求高的问题,提出一种APF-RRT*(人工势场-改进快速扩展随机树)算法。通过对机器人和障碍物进行模型简化,利用多种包围盒算法进行碰撞检测。详细阐述RRT、RRT*算法原理,并将人工势场法与RRT*算法结合形成APF-RRT*算法。通过仿真实验和实际测试,验证该算法在缩短路径长度、减少实验时间、降低路径节点数目及提高路径平滑度等方面的优势,为实现智能化装配提供有效解决方案。 展开更多
关键词 机器人 避障路径规划 apf-RRT*(人工势场-改进快速扩展随机树)算法 碰撞检测
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矿井救援机器人的B样条-APF-BRRT路径规划方法 被引量:2
18
作者 姜媛媛 李宏伟 路子佩 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2023年第11期1929-1936,共8页
针对矿井非结构化、形状狭长的地形结构以及传统BRRT算法规划路径曲折、转折点较多等路径质量较差问题,提出一种基于B样条-APF-BRRT算法的矿井救援机器人路径规划方法。首先根据BRRT路径中产生的目标点和矿井环境中障碍物信息,引入APF... 针对矿井非结构化、形状狭长的地形结构以及传统BRRT算法规划路径曲折、转折点较多等路径质量较差问题,提出一种基于B样条-APF-BRRT算法的矿井救援机器人路径规划方法。首先根据BRRT路径中产生的目标点和矿井环境中障碍物信息,引入APF目标引力的思想,构建人工势场;然后利用Douglas-Peuker算法进行分线段处理,重新提取关键节点;最后使用B样条函数进行光滑拟合获得路径,减少了APF-BRRT算法所得路径的转折点和长度。对B样条-APF-BRRT算法进行实验,结果表明改进算法所获路径转折点和长度都明显优于BRRT算法,在矿井狭窄巷道中,相对于BRRT算法,B样条-APF-BRRT方法产生的路径更加平滑,转折次数减少到9次,路径长度减少了7.73%。 展开更多
关键词 救援机器人 路径规划 BRRT算法 apf算法 B样条函数
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APF中一种改进的变步长LMS自适应谐波检测算法 被引量:13
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作者 吕广强 刘娱 段海军 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2016年第7期96-101,共6页
在有源电力滤波器(Active Power Filter,APF)的低信噪比(Signal Noise Ratio,SNR)环境下,为了提高变步长最小均方(Least Mean Square,LMS)自适应算法对谐波电流检测的跟踪速度及精度,提出改进的变步长LMS算法。该算法在MVSS-LMS算法的... 在有源电力滤波器(Active Power Filter,APF)的低信噪比(Signal Noise Ratio,SNR)环境下,为了提高变步长最小均方(Least Mean Square,LMS)自适应算法对谐波电流检测的跟踪速度及精度,提出改进的变步长LMS算法。该算法在MVSS-LMS算法的基础上,增加历史误差的遗忘加权和估计并控制步长更新,动态控制步长更新范围,采用滑动窗遗忘加权减小了计算复杂度。同时,对改进算法性能进行稳定性分析。实验结果表明,该算法不仅具有较快的动态响应速度,而且在APF的低信噪比情况下,稳态误差有所减小,具有较高的抗干扰能力,谐波电流检测效果较好。 展开更多
关键词 有源电力滤波器 谐波检测 变步长 最小均方 自适应算法
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基于PER-APF算法的无人驾驶汽车换道轨迹规划 被引量:4
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作者 胡丹丹 张琪 《计算机测量与控制》 2022年第6期229-234,241,共7页
针对传统人工势场算法在解决无人驾驶汽车换道轨迹规划过程中存在的不足,提出一种基于势能重构人工势场(PER-APF)的无人驾驶汽车换道轨迹规划算法;首先,建立了具有斥力区分的道路边界约束条件和多约束换道轨迹规划模型,通过判断障碍车... 针对传统人工势场算法在解决无人驾驶汽车换道轨迹规划过程中存在的不足,提出一种基于势能重构人工势场(PER-APF)的无人驾驶汽车换道轨迹规划算法;首先,建立了具有斥力区分的道路边界约束条件和多约束换道轨迹规划模型,通过判断障碍车辆与道路边沿的距离来保证换道过程的安全性与有效性;其次,提出了基于势能重构的改进APF算法,通过构建虚拟区域以及重构物理势能力场,有效地解决了目标不可达以及局部最优问题;仿真结果表明,所设计的PER-APF算法能够快速有效地为无人驾驶汽车规划一条安全合理的换道轨迹。 展开更多
关键词 无人驾驶汽车 势能重构 人工势场算法 车道变换 轨迹规划
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