基于改进TEB算法的多AGV任务分配与路径规划研究

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作者 张斐 张泽建 +2 位作者 薛明 党小红 余建群 《科技创新与应用》 2026年第1期108-111,共4页

随着自动化技术在工业与服务业领域的深度应用,多AGV协同服务系统已成为提升物流配送、仓储转运效率的核心装备。针对现有多机器人任务分配(MRTA)中总耗时优化不足、算法实时性差、动态场景适应性弱等问题,可建模转化为单仓库多旅行商... 随着自动化技术在工业与服务业领域的深度应用,多AGV协同服务系统已成为提升物流配送、仓储转运效率的核心装备。针对现有多机器人任务分配(MRTA)中总耗时优化不足、算法实时性差、动态场景适应性弱等问题,可建模转化为单仓库多旅行商优化问题(MTSP),即实现总行程成本最小化、单AGV最长行程最短及各AGV负载均衡的多目标优化问题,该文构建K-means++聚类算法、遗传算法结合TEB算法,实现AGV任务分配与路径规划的协同优化。通过Gazebo与ROS搭建仿真环境,实验验证表明,该算法框架在总服务时间、负载均衡性及动态任务响应速度上均优于传统方法,为多AGV系统的高效运行提供技术支撑。 展开更多

关键词 MTSP K-means++ 遗传算法 TEB算法 机器人

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融合A^(*)与TEB算法的机器人多任务导航调度研究 被引量：15

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作者 郭烈 齐国栋 +1 位作者 赵一兵 黄亮 《华中科技大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期82-88,共7页

为提高机器人工作效率,提出一种基于A^(*)与时间弹性带算法(time eletic band,TEB)的多任务导航调度算法.通过提高障碍物邻接栅格点的代价值,增大A^(*)算法所规划路径与障碍物之间的距离,完成路径的平滑处理;将局部规划算法输出的控制... 为提高机器人工作效率,提出一种基于A^(*)与时间弹性带算法(time eletic band,TEB)的多任务导航调度算法.通过提高障碍物邻接栅格点的代价值,增大A^(*)算法所规划路径与障碍物之间的距离,完成路径的平滑处理;将局部规划算法输出的控制指令进行PID (proportional-integral-differential)控制,提出一种融合PID控制的TEB算法,减小了指令的波动范围;通过人机交互操作获得目标点数量和位置,按照由近及远的原则实现机器人的多目标任务调度与导航.实验证明:改进后的A^(*)算法规避了穿越障碍物的现象,将邻接路径点转角控制在45°之内,改进后的TEB算法使机器人的速度和角速度方差分别减小47.1%和18.2%,多任务导航调度算法能够实现自主输入导航目标点数量与位置坐标功能的正常运转,机器人能够停止在距离目标点0.2 m的预设范围之内. 展开更多

关键词 机器人 路径规划 PID控制 时间弹性带算法 多任务导航

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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：20

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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RRT*算法和DWA算法的分层结构路径规划策略 被引量：1

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作者 姜涛 周兴阁 陈宇 《计算机测量与控制》 2024年第9期241-248,共8页

为优化复杂动态环境下路径规划问题,提高路径搜索效率,缩短路径规划时间,提出一种基于改进RRT*算法和DWA算法的分层结构路径规划策略;该路径规划分层结构由全局路径规划层和局部路径规划层组成,全局路径规划层根据已知静态障碍物信息利... 为优化复杂动态环境下路径规划问题,提高路径搜索效率,缩短路径规划时间,提出一种基于改进RRT*算法和DWA算法的分层结构路径规划策略;该路径规划分层结构由全局路径规划层和局部路径规划层组成,全局路径规划层根据已知静态障碍物信息利用改进RRT*算法进行全局路径规划;当路径中出现未知动态障碍物时,根据规划策略将启用局部路径规划层,基于获取的动态障碍物信息,利用DWA算法进行局部路径规划;最终通过全局与局部路径规划策略相结合得到最终的可行路径;仿真实验结果表明:文章提出的分层结构路径规划策略在复杂动态环境中可以高效地完成路径规划任务。 展开更多

关键词 路径规划 分层结构 改进RRT*算法 动态窗口法 概率偏移 TEB算法

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安全平滑的改进时间弹性带轨迹规划算法 被引量：15

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作者 文郁 黄江帅 +1 位作者 江涛 苏晓杰 《控制与决策》 EI CSCD 北大核心 2022年第8期2008-2016,共9页

传统TEB(time elastic band)算法在杂乱场景下规划易出现倒退、大转向等异常行为,造成加速度跳变,控制指令不平滑,机器人受到大冲击,不利于移动机器人轨迹跟踪.鉴于此,提出一种改进TEB算法,通过增加危险惩罚因子约束规划更安全的运动轨... 传统TEB(time elastic band)算法在杂乱场景下规划易出现倒退、大转向等异常行为,造成加速度跳变,控制指令不平滑,机器人受到大冲击,不利于移动机器人轨迹跟踪.鉴于此,提出一种改进TEB算法,通过增加危险惩罚因子约束规划更安全的运动轨迹,增加加速度跳变以抑制约束减小运动中的最大冲击,增加末端平滑约束以减小末端冲击,实现目标点平滑、准确到达.构建图优化问题,以机器人的位姿和时间间隔为节点、目标函数和约束函数为边,利用问题的稀疏性快速获得相应时刻点的控制量.最后,通过基于机器人操作系统的大量对比仿真测试以及真实差速机器人上的物理实验对提出的改进TEB算法进行性能验证.结果表明,改进TEB算法在复杂环境中能够规划出更安全、平滑的轨迹,减小机器人所受冲击,实现移动机器人更合理地运动. 展开更多

关键词 时间弹性带算法 加速度跳变抑制 危险惩罚因子 末端平滑 移动机器人

原文传递

基于改进TEB算法的阿克曼机器人运动规划系统 被引量：35

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作者 郑凯林 韩宝玲 王新达 《科学技术与工程》 北大核心 2020年第10期3997-4003,共7页

TEB(timed elastic band)算法通过修饰全局路径规划生成的初始轨迹来优化机器人轨迹,得到一条满足机器人运动学动力学约束,避开障碍物,时间较优的轨迹。加速度的变化率过大会使机器人底盘电机输出的力矩突变引起机器人受到冲击震荡,加... TEB(timed elastic band)算法通过修饰全局路径规划生成的初始轨迹来优化机器人轨迹,得到一条满足机器人运动学动力学约束,避开障碍物,时间较优的轨迹。加速度的变化率过大会使机器人底盘电机输出的力矩突变引起机器人受到冲击震荡,加加速度的约束可使加速度的变化率限定在一个合理的范围,在TEB方法中缺少加加速度约束的基础上,对原始TEB算法进行改进,在轨迹优化过程中构建了具体的加加速度的约束,并在Stage仿真平台对改进TEB算法进行了仿真和在真实的阿克曼机器人上进行了实现,实验结果表明:得到的轨迹满足运动学、动力学,避开障碍物的要求而且平滑,真实机器人运动平顺。可见,改进的TEB算法适用于阿克曼机器人,规划的轨迹效果较好。 展开更多

关键词 运动规划 改进TEB算法 局部路径规划 阿克曼机器人

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基于时间弹性带的移动机器人路径优化方法 被引量：4

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作者 陈纪廷 郭晨 刘毅 《科学技术与工程》 北大核心 2021年第26期11212-11219,共8页

传统的路径规划并未明确地纳入运动的时间和动力学方面,因此忽略了运动或动态运动模型在有限的速度和加速度下施加的约束。针对这种情况,将时间弹性带算法引入局部路径优化,有效地优化了机器人轨迹的动力学约束,同时明确纳入时间信息以... 传统的路径规划并未明确地纳入运动的时间和动力学方面,因此忽略了运动或动态运动模型在有限的速度和加速度下施加的约束。针对这种情况,将时间弹性带算法引入局部路径优化,有效地优化了机器人轨迹的动力学约束,同时明确纳入时间信息以确保在最短时间内到达目标点,确保了移动机器人导航的快速性。将基于噪声的密度聚类算法(DBSCAN)引入地图转换,将局部代价地图层的点障碍物聚类为凸多边形,使得障碍物约束部分计算量大大减少,总体上减少了机器人导航所需时间,提升了导航的快速性。在仿真环境和真实场景下的实验都验证了上述改进的有效性。 展开更多

关键词 移动机器人 局部路径优化 时间弹性带算法 基于噪声的密度聚类算法(DBSCAN)

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改进egoTEB算法的机器人动态避障规划 被引量：2

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作者 李德胜 张国良 《国外电子测量技术》 北大核心 2023年第8期190-195,共6页

对动态环境下自我时间弹性带(ego-timed-elastic-band,egoTEB)算法在避障时耗时较长且轨迹欠佳的问题,提出了改进egoTEB算法。首先对动态环境信息进行自我感知,以机器人自我为中心,由点、线段到圆形障碍物对环境信息进行提取,利用代价... 对动态环境下自我时间弹性带(ego-timed-elastic-band,egoTEB)算法在避障时耗时较长且轨迹欠佳的问题,提出了改进egoTEB算法。首先对动态环境信息进行自我感知,以机器人自我为中心,由点、线段到圆形障碍物对环境信息进行提取,利用代价矩阵匹配圆形障碍物类型,采用集合卡尔曼滤波(ensemble Kalman filter,EnKF)模型跟踪动态圆形障碍物的运动轨迹。其次基于自我感知障碍物信息,构建由静态间隙和动态间隙组成的间隙规划图,设计加权间隙代价引导机器人局部轨迹安全穿过间隙,避开障碍物。最后利用机器人操作系统(robot operating system,ROS)进行仿真实验,验证了改进egoTEB算法能更快速地规划出安全轨迹,实现机器人适应性更强的避障效果。 展开更多

关键词 动态环境 时间弹性带算法 集合卡尔曼滤波 间隙规划图 加权间隙代价

原文传递

基于混合插值样条的智能装卸机械臂视觉避障轨迹控制 被引量：2

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作者 韦江衡 李金瑾 +1 位作者 庞智群 黄慧君 《自动化与仪表》 2024年第8期149-153,共5页

为解决在复杂环境中机械臂移动速度不均匀、动态碰撞冲突及轨迹不连续性的问题,该文提出基于混合插值样条的智能装卸机械臂视觉避障轨迹控制方法。基于采集的环境图像获取视差图,并对其展开二值化处理;在此基础上采用轮廓提取算法获得... 为解决在复杂环境中机械臂移动速度不均匀、动态碰撞冲突及轨迹不连续性的问题,该文提出基于混合插值样条的智能装卸机械臂视觉避障轨迹控制方法。基于采集的环境图像获取视差图,并对其展开二值化处理;在此基础上采用轮廓提取算法获得障碍物的轮廓和中心坐标,完成障碍物定位;利用改进后的TEB-VO算法展开智能装卸机械臂的避障轨迹控制,再采用混合插值样条对轨迹控制展开优化处理,在路径最大曲率约束条件下,提高轨迹控制的连续性。实验结果表明,所提方法避障轨迹平滑度高、控制效率高且适应性强。 展开更多

关键词 混合插值样条 智能装卸机械臂 轨迹控制 障碍物定位 时间弹性带算法

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基于ROS和激光雷达SLAM的动态避障研究 被引量：1

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作者 黄鼎键 杨华山 +2 位作者 钟勇 江灏 林铭昊 《自动化仪表》 CAS 2024年第5期30-34,共5页

针对Gmapping算法不适用于构建大场景地图的问题,采用带有回环检测的Cartographer算法进行即时定位与建图(SLAM)。同时,针对全局路径规划A*算法可以得到全局路径但不能有效躲避动态障碍物、局部路径规划时间弹性带(TEB)算法可以躲避障... 针对Gmapping算法不适用于构建大场景地图的问题,采用带有回环检测的Cartographer算法进行即时定位与建图(SLAM)。同时,针对全局路径规划A*算法可以得到全局路径但不能有效躲避动态障碍物、局部路径规划时间弹性带(TEB)算法可以躲避障碍物但规划的路径可能只是局部最优而非全局最优的问题,提出了融合A*算法和TEB算法的导航避障方法。通过多层代价地图中静态层、障碍层和膨胀层的有效结合,为路径规划A*算法和TEB算法提供了便捷的规划环境。对导航环境中静态和动态障碍物进行了研究。试验结果表明,两种路径规划算法融合后可准确躲避静态障碍物、新出现的障碍物和动态障碍物,且能快速到达目标点。 展开更多

关键词 机器人操作系统 激光雷达 即时定位与建图 动态避障 回环检测 A*算法 时间弹性带算法 多层代价地图

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融合改进A^(*)和时间弹性带的移动机器人路径规划算法 被引量：4

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作者 沈斯杰 田昕 袁千贺 《智能计算机与应用》 2022年第11期96-102,共7页

针对移动机器人在路径规划中使用A^(*)算法规划的路径不平滑及无法实时避障的问题,提出一种分层路径规划方法,将改进的A^(*)算法与时间弹性带(Timed Elastic Band,TEB)算法融合。首先,在A^(*)算法中,引入梯度下降的思想,减少路径中的转... 针对移动机器人在路径规划中使用A^(*)算法规划的路径不平滑及无法实时避障的问题,提出一种分层路径规划方法,将改进的A^(*)算法与时间弹性带(Timed Elastic Band,TEB)算法融合。首先,在A^(*)算法中,引入梯度下降的思想,减少路径中的转折点,使路径更平滑;其次,在TEB算法中,加入路径点与TEB轨迹位姿点的约束,使其规划的路径更好地遵循全局路径;最后,将改进的A^(*)算法与TEB算法相结合,使TEB算法沿着全局最优路径进行动态路径规划,从而实时躲避未知的障碍物。仿真实验的结果表明:改进A^(*)算法可减少93.69%的转折点,同时能缩短0.9%的路径长度,改进后的TEB算法能减少偏离全局路径的程度,两者融合后能够有效躲避未知障碍物。 展开更多

关键词 移动机器人 路径规划 改进A^(*)算法 时间弹性带算法 实时避障

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