基于多策略改进RRT算法的无人船路径规划

1

作者 陈小龙 李明智 +3 位作者 张橙橙 汪雅琴 赵弈超 李思奇 《舰船科学技术》 北大核心 2026年第4期155-161,共7页

针对快速扩展随机树(Rapidly-Exploring Random Tree,RRT)算法在结合无人船进行路径规划时存在规划时间长、路径冗余大、路径平滑度不符合欠驱动无人船航行要求等问题,提出一种改进RRT的无人船全局路径规划算法。算法中将贝叶斯优化算... 针对快速扩展随机树(Rapidly-Exploring Random Tree,RRT)算法在结合无人船进行路径规划时存在规划时间长、路径冗余大、路径平滑度不符合欠驱动无人船航行要求等问题,提出一种改进RRT的无人船全局路径规划算法。算法中将贝叶斯优化算法融入目标采样过程,增强目标点采样导向性;引入动态步长和双向贪心剪枝策略作为重要辅助,进一步提升算法效率和路径质量;得到初始路径后采用动态权重3次B样条曲线进一步平滑处理。最后在3种类型障碍物环境下进行仿真实验并与RRT、RRT^(*)算法进行对比。结果表明,改进RRT算法在规划时长、路径长度以及路径质量等方面有明显优势。改进后算法效率更高,路径平滑度更高,研究成果可为无人船自主航行提供参考。 展开更多

关键词 路径规划 改进RRT算法 贝叶斯优化 改进B样条曲线 无人船

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基于改进APF-RRT*算法的机械臂路径规划研究

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作者 张鹏飞 章翔峰 +3 位作者 姜宏 马奔驰 李伟达 李坤 《现代电子技术》 北大核心 2026年第5期132-137,共6页

针对机械臂在复杂密集障碍物环境中的路径规划计算资源冗余及搜索效率不高等问题,文中提出一种GF-RRT*算法。首先,基于RRT*算法的核心思想,引入了人工势场法的目标引力,以增强路径搜索的导向性;其次,为了避免算法陷入局部最优解,将人工... 针对机械臂在复杂密集障碍物环境中的路径规划计算资源冗余及搜索效率不高等问题,文中提出一种GF-RRT*算法。首先,基于RRT*算法的核心思想,引入了人工势场法的目标引力,以增强路径搜索的导向性;其次,为了避免算法陷入局部最优解,将人工势场中的斥力场设为0,并设计了合理的碰撞检测机制,确保路径的安全性;此外,采用自适应节点生成优化机制,通过目标偏置策略和节点保留策略,有效减少了冗余节点并优化了路径采样过程;最后,借助三次B样条曲线对路径进行平滑处理,提升了路径的平滑性与实用性。仿真结果显示:相对于RRT算法、RRT*算法和APF-RRT*算法,GF-RRT*算法在路径长度上分别缩短了14.8%、10.6%、3.3%;运行时间分别下降了66.1%、57.7%、38.1%;节点数分别减少了73.2%、61.2%、46.7%;成功率也从87.6%升高到99.8%。通过ROCR6机械臂进行了实际环境实验,进一步验证了GF-RRT*算法在复杂密集障碍物环境下的良好表现,证明了该算法的可行性与有效性。 展开更多

关键词 RRT* 路径规划 机械臂 人工势场法 三次B样条曲线 自适应节点生成

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基于改进RRT算法的采摘机械臂路径规划研究

3

作者 孙波 彭浩 +2 位作者 周健康 陈红明 赵伟 《农机化研究》 北大核心 2026年第3期169-177,共9页

为了使采摘机械臂在复杂环境下完成采摘任务,提出了改进RRT算法有效规划机器臂路径,以提高机械臂的避障能力。针对标准RRT算法在多自由度机械臂路径规划中存在规划耗时长、导向性较差,冗余节点多和路径质量差等问题,引入动态采样域策略... 为了使采摘机械臂在复杂环境下完成采摘任务,提出了改进RRT算法有效规划机器臂路径,以提高机械臂的避障能力。针对标准RRT算法在多自由度机械臂路径规划中存在规划耗时长、导向性较差,冗余节点多和路径质量差等问题,引入动态采样域策略和目标偏置概率策略,提高了算法的导向性和收敛速度。设置了机械臂路径规划的两种仿真实验环境,包含多个小球体的小型障碍物环境和一个大球体的大型障碍物环境,并进行仿真对比实验。在小型障碍物环境下的仿真结果表明,相比GB-RRT算法,改进算法的时间代价减少了87.79%、最终路径的节点数减少了95.08%、路径代价减少了14.63%;在大型障碍物环境下的仿真结果表明,GB-RRT算法路径规划失败,而改进算法能够规划出一条合理的路径,使机械臂顺利避开障碍物。 展开更多

关键词 采摘机械臂 路径规划 RRT避障算法 动态采样域策略 B样条曲线

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基于改进B-GRRT*算法的移动机器人路径规划 被引量：4

4

作者 喻九阳 张德安 +2 位作者 戴耀南 胡天豪 夏文凤 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2023年第S01期95-101,共7页

在移动机器人运动路径规划领域,渐近最优双向快速探索随机树(B-RRT*)算法虽然具有良好的避障和路径搜索能力,但是存在迭代次数多、规划时间长的缺点。基于运动学约束的双向快速探索随机树(KB-RRT)算法作为B-RRT*算法的高效分支,虽然有... 在移动机器人运动路径规划领域,渐近最优双向快速探索随机树(B-RRT*)算法虽然具有良好的避障和路径搜索能力,但是存在迭代次数多、规划时间长的缺点。基于运动学约束的双向快速探索随机树(KB-RRT)算法作为B-RRT*算法的高效分支,虽然有效减少了无效树的扩展,加快了寻找最优路径的速度,但迭代次数过大。针对B-RRT*算法的最新改进算法是具有高效分支的运动学约束B-RRT*(KB-RRT*)算法,KB-RRT*算法虽然可以有效减少无效树的扩展,加快寻找最优路径的速度,但其迭代次数仍然过大。因此,提出了一种基于自适应采样和快速搜索的改进B-RRT*算法(AFB-RRT*)。该算法设定障碍物的安全区域,根据提出的自适应采样和快速搜索确定随机树的搜索方向,减少冗余采样点,即AFB-RRT*在路径规划中可以实现快速收敛。仿真和实验表明,与KB-RRT*相比,AFB-RRT*在规划路径长度基本相同的前提下,减少了规划时间和收敛迭代次数。 展开更多

关键词 b-rrt* Kb-rrt* AFb-rrt* 收敛迭代 规划时间

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基于GB-APFB-RRT^(*)算法的机械臂路径规划 被引量：5

5

作者 尹庆文 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2023年第10期11-15,共5页

针对传统机械臂路径规划快速扩展随机树(RRT)算法存在探索能力弱,导向性差,收敛速度慢,耗时长等问题,提出了一种基于人工势场引导的概率偏置双向最优RRT算法(GB-APFB-RRT^(*))。首先,起末点同时生成双树进行路径搜索,利用目标概率偏置... 针对传统机械臂路径规划快速扩展随机树(RRT)算法存在探索能力弱,导向性差,收敛速度慢,耗时长等问题,提出了一种基于人工势场引导的概率偏置双向最优RRT算法(GB-APFB-RRT^(*))。首先,起末点同时生成双树进行路径搜索,利用目标概率偏置阈值初步确定采样点扩展的方向,再重选父节点重布线,使每次迭代点都为路径代价最小;其次,在新节点的生长方式上引入人工势场思想,控制新节点的生长方式靠近目标点区域并且避开障碍物;最后,对规划路径进行剪枝处理,删除冗余点,利用三次B样条曲线进行路径平滑拟合,使得机械臂运动更加平稳。通过与RRT、B-RRT^(*)、APF-RRT算法进行了对比,结果表明所提算法的搜索效率平均提升了95%,迭代次数平均减少了98%,节点数平均缩小了32%,路径长度平均缩短了20%,说明了所提算法对环境的适应性更强,路径搜索效率更高,验证了该算法的有效性和高效性。 展开更多

关键词 机械臂 路径规划 RRT算法 冗余点策略 三次B样条曲线

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基于DBSCAN与B样条曲线的Informed RRT*路径规划方法

6

作者 王维强 黄婷婷 《计算技术与自动化》 2025年第4期1-6,共6页

智能车辆在多障碍物非结构化场景中,传统Informed RRT*算法存在计算效率低、路径平滑性差的问题。为此,提出了一种基于密度聚类算法与三次B样条的Informed RRT*路径规划方法。首先,设计基于DBSCAN算法的障碍物聚类方法,简化多障碍物非... 智能车辆在多障碍物非结构化场景中,传统Informed RRT*算法存在计算效率低、路径平滑性差的问题。为此,提出了一种基于密度聚类算法与三次B样条的Informed RRT*路径规划方法。首先,设计基于DBSCAN算法的障碍物聚类方法,简化多障碍物非结构化场景。然后,提出基于三次B样条的平顺性方法,使生成的路径平均曲率降低,路径平滑点增加。最后,基于MATLAB进行仿真,搜索出一条更平滑的路径。结果表明,在多障碍物非结构化场景中,本文提出的改进Informed RRT*算法相对传统算法效率提高了28.54%,路径最大曲率由0.14优化到0.12,取得显著效果。 展开更多

关键词 DBSCAN 路径规划 Informed RRT* B样条曲线 路径平滑

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基于改进RRT算法的机械臂避障路径规划研究 被引量：2

7

作者 郭北涛 任天浩 《机械工程师》 2025年第3期19-22,26,共5页

针对RRT算法在应用于机械臂避障路径规划过程中,存在规划速度慢、冗余节点多、路径拐点多、路径不平滑等问题,提出一种基于目标偏置和双向快速扩展随机树并融合A*算法的改进RRT算法。由于双向RRT算法的两棵随机树是在同一时间向外扩展,... 针对RRT算法在应用于机械臂避障路径规划过程中,存在规划速度慢、冗余节点多、路径拐点多、路径不平滑等问题,提出一种基于目标偏置和双向快速扩展随机树并融合A*算法的改进RRT算法。由于双向RRT算法的两棵随机树是在同一时间向外扩展,所以在一次迭代中可以产生两个新的节点,大大加快了扩展速度。在此基础上,提出一种目标偏置的方法,使得两棵随机树在一定概率下朝向其所对应目标点扩展,最后使用A*算法选取该避障路径上的关键节点。具体思路为:一是改进现有的碰撞检测模型,对障碍物进行合理的简化;二是利用改进后的RRT算法规划出可行的避障路线。最后与B样条曲线相结合,使运动图像更加平滑。实验结果表明,改进后算法规划时间、路径长度和路径平滑度均得到了有效提升。 展开更多

关键词 RRT 机械臂 路径规划 避障规划 B样条曲线

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基于改进Goal-bias RRT的无人机三维路径规划研究 被引量：1

8

作者 姚信宇 王燮 王程 《飞行力学》 北大核心 2025年第2期69-75,共7页

针对快速扩展随机树(RRT)算法在节点搜索时出现随机性较大导致收敛时间长和搜索路径质量低的问题,开展了基于改进Goal-bias RRT的无人机三维路径规划研究。首先,在扩展节点的过程中引入人工势场法的引力分量和斥力场约束,使得随机树扩... 针对快速扩展随机树(RRT)算法在节点搜索时出现随机性较大导致收敛时间长和搜索路径质量低的问题,开展了基于改进Goal-bias RRT的无人机三维路径规划研究。首先,在扩展节点的过程中引入人工势场法的引力分量和斥力场约束,使得随机树扩展时在避障的同时有导向性的偏向目标点。然后,提取路径的关键拐点并删除冗余节点,使节点数大量减少,再引入三次准均匀B样条曲线策略平滑路径。最后,开展了仿真验证与分析。结果表明,该优化算法相较于传统RRT算法,迭代次数减少了70%,规划路径长度缩短了24%,路径中节点数减少了98%,所规划路径更平滑且更适用于无人机飞行。 展开更多

关键词 三维路径规划 快速扩展随机树 优化路径 B样条曲线 无人机

原文传递

基于深度强化学习的改进RRT算法路径规划 被引量：1

9

作者 梁秀满 刘子良 刘振东 《系统仿真学报》 北大核心 2025年第10期2578-2593,共16页

针对RRT算法在三维复杂场景中规划全局路径时存在规划效率低、安全性和实用性较差而无法满足无人机对飞行路径的安全需求,提出SAC深度强化学习算法与RRT算法融合的SAC-RRT算法。设计基于SAC算法决策网络的目标点偏置策略和动态步长策略... 针对RRT算法在三维复杂场景中规划全局路径时存在规划效率低、安全性和实用性较差而无法满足无人机对飞行路径的安全需求,提出SAC深度强化学习算法与RRT算法融合的SAC-RRT算法。设计基于SAC算法决策网络的目标点偏置策略和动态步长策略,降低RRT盲目性;设计随机点修正过程,根据决策网络输出动作优化随机点位置,改善路径安全性;设计精简步骤和平滑步骤,进一步提高路径安全性。设计了不同复杂程度的三维场景,规划结果表明:SAC-RRT算法有效缩短了路径长度和规划时间,改善了路径的平滑性和安全性。 展开更多

关键词 深度强化学习 SAC算法 RRT算法 无人机 三次B样条

原文传递

优化改进RRT^(*)和APF的无人机航迹规划算法

10

作者 杨彦新 姜香菊 《电光与控制》 北大核心 2025年第10期34-40,共7页

针对RRT^(*)算法在无人机航迹规划过程中搜索时间长、收敛速度慢、路径不平滑等问题,将人工势场法与RRT^(*)算法相融合,提出全局与局部规划算法相融合的航迹规划算法。首先,指明了无人机的航迹规划指标和代价函数;其次,将人工势场法的... 针对RRT^(*)算法在无人机航迹规划过程中搜索时间长、收敛速度慢、路径不平滑等问题,将人工势场法与RRT^(*)算法相融合,提出全局与局部规划算法相融合的航迹规划算法。首先,指明了无人机的航迹规划指标和代价函数;其次,将人工势场法的目标引力策略引入RRT^(*)算法,使无人机能够更好地朝目标点前进;最终,采用冗余点去除策略融合三次B样条平滑方法,对规划航线实施冗余点剔除与曲率优化,提升无人机航迹适配性。仿真实验数据显示,改进APF-RRT^(*)算法相较RRT算法与APF-RRT算法,在路径长度、规划时间、节点数量及迭代次数等指标方面均得到有效改善。最后,借助QBot 2e机器人实验平台,实物验证了所提改进算法的优越性。 展开更多

关键词 无人机 航迹规划 RRT^(*) APF 去冗余点的裁剪 三次B样条曲线

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基于改进RRT算法的移动机器人路径规划研究

11

作者 谷崇林 刘志君 《辽宁科技学院学报》 2025年第2期44-47,共4页

路径规划一直是机器人关键技术之一,传统的快速搜索随机树(RRT)算法随机性强,生成的路径节点冗余,且存在路径长和搜索效率低等问题。文章提出一种基于节点连线的启发式搜索节点的改进RRT算法,并采用三次B样条插值曲线对生成的路径进行... 路径规划一直是机器人关键技术之一,传统的快速搜索随机树(RRT)算法随机性强,生成的路径节点冗余,且存在路径长和搜索效率低等问题。文章提出一种基于节点连线的启发式搜索节点的改进RRT算法,并采用三次B样条插值曲线对生成的路径进行平滑处理。仿真实验采用MATLAB软件进行验证,通过实验分析改进后的算法相比于传统RRT算法可有效解决随机性差、搜索效率低的问题。改进后的RRT算法可以有效改良最优路径,减少节点冗余和提升路径光滑度,从而提高了路径规划的效率。 展开更多

关键词 路径规划 RRT算法 节点连线法 启发式节点 三次B样条插值

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面向复杂城市环境的无人机动态航迹规划算法

12

作者 肖海林 马仁煜 +2 位作者 张中山 武紫豪 孔祥婷 《计算机应用研究》 北大核心 2025年第12期3668-3674,共7页

针对复杂城市场景下传统蚁群算法搜索效率不高、易陷入局部最优等问题,提出了一种无人机动态航迹规划算法。该算法定义了飞行转角和飞行高度代价函数,建立了无人机三维航迹规划目标函数,实现了对三维航迹的全局优化;其次,该算法对信息... 针对复杂城市场景下传统蚁群算法搜索效率不高、易陷入局部最优等问题,提出了一种无人机动态航迹规划算法。该算法定义了飞行转角和飞行高度代价函数,建立了无人机三维航迹规划目标函数,实现了对三维航迹的全局优化;其次,该算法对信息素浓度进行非均匀的初始化,并引入了快速探索随机树算法来改进个体状态转移规则,避免算法陷入局部最优;接着,通过设计一种非线性动态调整的信息素挥发因子来提高算法的搜索效率;最终,采用准均匀B样条曲线优化路径使其更符合无人机的飞行轨迹。为验证所提算法的有效性和优越性,分别进行了策略有效性检验、算法性能测试,并与其他智能算法在不同环境模型下开展了对比实验。实验结果表明,所提算法的平均收敛精度在所有参与对比的算法中最小,这表明该算法具有更强的寻优能力和更高的搜索效率,在复杂城市环境下能有效地避开静态和动态障碍物,得到符合要求的航迹。 展开更多

关键词 蚁群算法 快速探索随机树算法 初始化 信息素挥发因子 B样条曲线 无人机动态航迹规划

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基于改进Informed-RRT*与APF的融合路径规划算法

13

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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一种改进的RRT路径规划算法 被引量：68

14

作者 宋金泽 戴斌 +1 位作者 单恩忠 贺汉根 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第B02期225-228,共4页

本文以自主驾驶车辆为实际应用背景.提出了一种改进的RRT（快速随机搜索树）路径规划算法.该路径规划算法将非完整性约束条件与双向多步扩展RRT搜索算法相结合,在提高搜索效率的同时保证了规划路径的可行性.同时将路径点作为B样条基函... 本文以自主驾驶车辆为实际应用背景.提出了一种改进的RRT（快速随机搜索树）路径规划算法.该路径规划算法将非完整性约束条件与双向多步扩展RRT搜索算法相结合,在提高搜索效率的同时保证了规划路径的可行性.同时将路径点作为B样条基函数的控制点,用三次B样条函数来拟合控制点生成平滑可跟踪的路径.通过在平面障碍物环境下实验,验证了该算法的有效性. 展开更多

关键词 路径规划 快速随机搜索树(RRT) B样条曲线

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基于RRT-A^(*)融合算法的机械臂避障路径规划 被引量：9

15

作者 李明 赵金龙 +1 位作者 袁逸萍 晁永生 《机械设计与制造》 北大核心 2023年第3期175-178,182,共5页

针对RRT算法在三维避障路径规划过程中会出现耗时长、路径长度不是最优、且转折点多的问题,提出一种RRTA^(*)融合算法,并应用于机械臂避障路径规划。首先,完善碰撞检测模型,对障碍物和机械臂进行合理的简化。其次,建立空间障碍物三维模... 针对RRT算法在三维避障路径规划过程中会出现耗时长、路径长度不是最优、且转折点多的问题,提出一种RRTA^(*)融合算法,并应用于机械臂避障路径规划。首先,完善碰撞检测模型,对障碍物和机械臂进行合理的简化。其次,建立空间障碍物三维模型,在障碍物环境下先使用双向RRT算法规划出可行的避障路径。最后,使用A^(*)算法选取该避障路径上的关键节点,并建立三次B样条插值函数,提高避障路径和运动图像的平滑性。仿真结果验证了该方法的有效性。 展开更多

关键词 机械臂 RRT-A^(*)融合算法 三次B样条 平滑性

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基于改进RRT算法的无人驾驶汽车轨迹规划 被引量：17

16

作者 贺伊琳 高奇 +1 位作者 赵丹 刘伟 《西北大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2018年第5期651-658,共8页

针对无人驾驶汽车,提出了一种基于改进快速搜索随机树(RRT)的轨迹规划算法。首先,基于车辆转向约束,在传统RRT算法的基础上,限制采样可行区域,基于目标偏向策略,以一定的概率将目标点作为随机点进行随机树扩张;其次,对生成路径采用三次... 针对无人驾驶汽车,提出了一种基于改进快速搜索随机树(RRT)的轨迹规划算法。首先,基于车辆转向约束,在传统RRT算法的基础上,限制采样可行区域,基于目标偏向策略,以一定的概率将目标点作为随机点进行随机树扩张;其次,对生成路径采用三次B样条曲线平滑处理,降低轨迹曲线的曲率及曲率变化率;最后,基于Matlab/CarSim联合仿真平台构建直线路况与直角路况,并使用提出的算法在不同路况下进行轨迹规划的仿真与分析。结果表明:改进RRT算法下规划轨迹的曲率均值、极大值与方差小,相比于无约束控制,15°转角约束下在直线路况中分别降低了22. 9%,51. 7%与43. 3%,在直角路况中分别降低了29. 5%,59. 3%与40. 3%;同时,改进RRT算法的平均采样点数及平均树节点数少、规划时间短,相比于无转角约束,15°转角约束下在直线路况中分别降低了62. 9%,38. 2%与78. 5%,在直角路况中分别降低了34. 0%,41. 9%与27. 4%,路径规划质量和速度显著提高。 展开更多

关键词 无人驾驶汽车 转向约束 改进RRT算法 目标偏向 三次B样条曲线

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基于改进RRT路径规划算法 被引量：43

17

作者 李金良 舒翰儒 +1 位作者 刘德建 徐磊 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2021年第2期22-24,29,共4页

针对基本RRT算法路径规划特点:树的扩展具有随机性,路径中存在冗余的节点,规划出的路径拐角多。因此,提出一种改进的RRT算法。改进后的算法首先采用目标偏向策略,以一定的概率P把目标点作为采样点进行随机树扩展,提高随机树向目标点的... 针对基本RRT算法路径规划特点:树的扩展具有随机性,路径中存在冗余的节点,规划出的路径拐角多。因此,提出一种改进的RRT算法。改进后的算法首先采用目标偏向策略,以一定的概率P把目标点作为采样点进行随机树扩展,提高随机树向目标点的扩展的概率;其次,改变度量函数,添加了角度约束,减少了路径规划中搜索的范围,以减少搜索时间;最后,通过贪心算法对路径进行简化,并对简化后的节点采用三次B样条曲线进行优化。结果证明改进后的RRT算法搜索时间更少,搜索路径更短,平滑性更高。 展开更多

关键词 RRT算法 路径规划 目标偏向策略 三次B样条曲线

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目标区域引导的RRT^(*)机械臂路径规划算法 被引量：5

18

作者 孟月波 张子炜 +2 位作者 吴磊 刘光辉 徐胜军 《计算机科学与探索》 CSCD 北大核心 2024年第9期2407-2421,共15页

针对传统RRT^(*)算法在机械臂路径规划的过程中存在规划效率低、路径质量不佳、机械臂位姿不当等问题,提出一种目标区域引导的RRT^(*)机械臂路径规划算法(TA-RRT^(*))。在传统RRT^(*)算法基础上,引入目标偏向策略并使用球形子集约束采样... 针对传统RRT^(*)算法在机械臂路径规划的过程中存在规划效率低、路径质量不佳、机械臂位姿不当等问题,提出一种目标区域引导的RRT^(*)机械臂路径规划算法(TA-RRT^(*))。在传统RRT^(*)算法基础上,引入目标偏向策略并使用球形子集约束采样,缩小采样范围并使新节点朝向目标点扩展,增强目标导向性;对新节点采用直连策略,让算法可以更快地收敛从而提升路径生成速度。对初始规划路径去除冗余点并使用三次B样条曲线转换成平滑路径,优化了路径质量。对机械臂进行位姿约束,通过机械臂逆运动学判断机械臂连杆位姿可达性,并利用包络盒模型判断机械臂是否与障碍物碰撞。实验结果表明,在二维以及三维场景下,TA-RRT^(*)算法在采样次数、规划时间、路径长度以及平滑度等方面的性能均优于RRT^(*)算法,验证了该方法的正确性及可行性。机械臂仿真实验以及在真实环境下的测试结果显示,加入位姿约束后机械臂运行规划好的轨迹时,机械臂各个关节在运行规划路径的过程中并未与障碍物发生碰撞且具有良好的稳定性。 展开更多

关键词 RRT^(*)算法 机械臂路径规划 目标区域引导 三次B样条曲线

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基于改进渐进最优的双向快速扩展随机树的移动机器人路径规划算法 被引量：27

19

作者 王坤 曾国辉 +2 位作者 鲁敦科 黄勃 李晓斌 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2019年第5期1312-1317,共6页

针对带启发式的快速扩展随机树(RRT-Connect)算法路径生成的随机性以及渐进最优的双向快速扩展随机树(B-RRT~*)算法收敛速度的缓慢性,提出了一种基于B-RRT~*改进的高效路径规划算法(EB-RRT~*)。首先引入一种智能采样函数,使随机树的扩... 针对带启发式的快速扩展随机树(RRT-Connect)算法路径生成的随机性以及渐进最优的双向快速扩展随机树(B-RRT~*)算法收敛速度的缓慢性,提出了一种基于B-RRT~*改进的高效路径规划算法(EB-RRT~*)。首先引入一种智能采样函数,使随机树的扩展更具方向性,从而减少寻路时间,并提高路径的平滑性;其次在B-RRT~*算法的基础上,在EB-RRT~*算法中加入了一种快速扩展策略,使改进后的算法在自由空间中使用RRT-Connect算法的扩展方式进行快速扩展,而在障碍物空间则使用改进的渐进最优的快速扩展随机树(RRT~*)算法进行扩展,在提高扩展效率的同时避免算法陷入局部最优。将EB-RRT~*算法分别与快速扩展随机树(RRT)、RRT-Connect、RRT~*和B-RRT~*算法进行仿真对比,仿真结果表明,改进后的算法在路径规划效率及路径平滑性方面均明显优于其他算法;且相对于B-RRT~*算法,其在路径规划时间上降低了68.3%,在迭代次数上减少了48.6%。 展开更多

关键词 移动机器人 路径规划 快速扩展随机树 带启发式的快速扩展随机树算法 渐进最优的双向快速扩展随机树算法

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启发式RRT算法的AGV路径规划 被引量：13

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作者 杨瑶 付克昌 +3 位作者 蒋涛 张国良 刘甲甲 孟易 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2020年第12期125-133,共9页

在实际应用中,B-RRT^*算法规划的路径存在着转折次数多、路线不平滑、路线贴合障碍物和最大转角过大等不符合车辆运动学的问题。为了获得适用于自动导引小车(Automatic Guided Vehicle,AGV)的优化路径,通过使用Reeds-Shepp曲线进行预处... 在实际应用中,B-RRT^*算法规划的路径存在着转折次数多、路线不平滑、路线贴合障碍物和最大转角过大等不符合车辆运动学的问题。为了获得适用于自动导引小车(Automatic Guided Vehicle,AGV)的优化路径,通过使用Reeds-Shepp曲线进行预处理以解决车辆在目标点朝向的问题。此外,提出启发式滑动窗口采样减少B-RRT^*算法随机采样所带来的误差,并将车辆运动学约束加入到重选父节点和重布随机树的过程,使用贝塞尔曲线对所规划的路径进行平滑处理。实验结果表明:在规划相同路径上,改进B-RRT^*算法规划的路径能够有效地解决上述算法存在的最大转角不合理、路径靠近障碍物、路径不平滑和不符合车辆运动学等问题。 展开更多

关键词 自动导引小车 车辆运动学模型 Reeds-Shepp曲线 启发式滑动窗口采样 b-rrt^*算法 路径规划

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