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基于GA优化与路径扩展启发式采样的BI-RRT^(*)路径规划方法
1
作者 张炳力 张智森 +2 位作者 张羊阳 刘安 许永华 《汽车安全与节能学报》 北大核心 2025年第6期923-933,共11页
针对传统BI-RRT^(*)存在收敛缓慢和路径随机性过强的问题,提出改进的BI-RRT^(*)算法与进化策略相结合的双阶段优化框架算法GEP_BIRRT。该方法首先对BI-RRT^(*)算法引入柔性边界限制采样范围提高搜索效率,并设计度量函数获得高质量的可... 针对传统BI-RRT^(*)存在收敛缓慢和路径随机性过强的问题,提出改进的BI-RRT^(*)算法与进化策略相结合的双阶段优化框架算法GEP_BIRRT。该方法首先对BI-RRT^(*)算法引入柔性边界限制采样范围提高搜索效率,并设计度量函数获得高质量的可行路径;其次,基于遗传算法进行路径优化,以可行路径为中心构建优化区域,设计多目标优化的适应度函数以平衡路径平滑性和安全性得到最终规划路径;最后利用MATLAB软件进行仿真实验。结果表明在3种不同环境下GEP_BIRRT都具有较好的鲁棒性,相对于Informed-RRT^(*)和传统BI-RRT^(*),规划时长分别平均减少59.48%和20.08%,规划路径长度分别平均缩短1.26%和1.51%,累计转弯角度分别平均减少32.60%和40.84%,同时能较好地实现动态障碍物的规避,验证了GEP_BIRRT算法的优越性与可行性。 展开更多
关键词 路径规划 路径扩展 遗传算法 快速随机搜索
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基于BI-RRT-APF算法的移动机器人路径规划方法
2
作者 朱子文 赵永娟 +2 位作者 王中流 王海迪 周渊 《火力与指挥控制》 北大核心 2025年第8期123-128,136,共7页
针对移动机器人在多障碍物环境下路径规划时间长及路径冗余的问题,提出一种基于双向快速随机树和人工势场法算法的移动机器人路径规划方法。引入人工势场法来优化新节点的生成机制,提升算法的搜索效率,从而显著减少路径规划时间与路径... 针对移动机器人在多障碍物环境下路径规划时间长及路径冗余的问题,提出一种基于双向快速随机树和人工势场法算法的移动机器人路径规划方法。引入人工势场法来优化新节点的生成机制,提升算法的搜索效率,从而显著减少路径规划时间与路径长度。结合目标偏置策略来改进随机节点的生成方式,减少采样数量与采样时间。采用双向搜索策略进一步加速算法的收敛,缩短路径规划时间。仿真实验在复杂迷宫环境、凹型障碍物环境及U型陷阱环境中进行,结果显示,BI-RRT-APF算法相比传统RRT算法在路径长度上至少缩短了9.8%,在规划时间上至少减少了92.9%,有效提高了移动机器人的行驶效率。 展开更多
关键词 移动机器人 路径规划 快速拓展随机树算法 人工势场法 双向搜索策略
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灌溉机器人全覆盖路径规划方法 被引量：1
3
作者 王臻卓 陈金林 +2 位作者 任婷婷 杨科科 任宁宁 《节水灌溉》 北大核心 2024年第9期53-58,共6页
灌溉机器人全覆盖行动的各个任务具有较为明显的空间并行性,随着全覆盖范围扩大,在对覆盖区域进行分解阶段,需要充分考虑将整个区域空间分解为哪些区域。但是,灌溉机器人受到视觉感知区域限制,准确匹配和衔接路块间最近端点的难度较大,... 灌溉机器人全覆盖行动的各个任务具有较为明显的空间并行性,随着全覆盖范围扩大,在对覆盖区域进行分解阶段,需要充分考虑将整个区域空间分解为哪些区域。但是,灌溉机器人受到视觉感知区域限制,准确匹配和衔接路块间最近端点的难度较大,导致局部路点的连通和线路衔接出现差错,难以有效全覆盖。为了有效解决这一问题,提出一种灌溉机器人全覆盖路径规划方法。通过快速搜索随机算法展开需要覆盖区域的边界检测,考虑视觉传感器的感知范围受限因素,采用灰度质心法展开区域视图边界提取,根据提取结果建立地图。在地图上建立线段序列,通过曼哈顿最小距离原则连接地图上的部分路径线段,形成多个弓形线路块。使用分治算法匹配和衔接各个弓形线路块间最近端点对,引入改进A*算法对全局以及局部路点的连通和线路衔接,实现灌溉机器人的全覆盖路径规划。实验结果表明:针对简单灌溉区域,该方法的路径重复率为0.041%,灌溉覆盖率为98.90%;针对复杂灌溉区域,该方法的路径重复率为0.017%,灌溉覆盖率为99.87%。这说明针对不同的灌溉环境,该方法均可以实现理想的路径规划,不仅可以最大限度地实现全覆盖,并有效地减少路径冗余程度,可以获取理想的灌溉机器人全覆盖路径规划方案。 展开更多
关键词 灌溉机器人 全覆盖线路 路径规划 快速搜索随机算法 边界提取 分治算法
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基于改进RRT与DWA融合算法的路径规划 被引量：4
4
作者 符强 宁永科 +1 位作者 纪元法 孙希延 《计算机仿真》 北大核心 2023年第7期429-435,共7页
针对传统的快速搜索随机树(RRT)算法搜索效率低、算法的随机采样特性导致规划路径时间长、路径曲折且不适用于动态环境等问题,提出了一种改进融合算法,对传统的RRT算法加入智能采样和路径优化。首先,根据传统RRT算法规划出可行路径,找... 针对传统的快速搜索随机树(RRT)算法搜索效率低、算法的随机采样特性导致规划路径时间长、路径曲折且不适用于动态环境等问题,提出了一种改进融合算法,对传统的RRT算法加入智能采样和路径优化。首先,根据传统RRT算法规划出可行路径,找出路径上障碍物附近的节点,在该节点处以一定大小的圆内进行采样,减少了算法的随机采样,然后通过回溯,根据三角不等式原理思想对路径进行优化,使得路径更加平滑,距离更短,最后,融合动态窗口算法(DWA),解决了动态环境下路径规划问题。仿真结果表明,改进融合算法相比传统RRT算法,搜索时间缩短30%左右,路径缩短6%左右。在真实环境下进行实验,能够实现自主避障导航,证明了改进算法的有效性,且能够满足实际需求。 展开更多
关键词 快速搜索随机树 路径规划 融合算法 自主导航避障
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基于改进RRT算法的无人机航迹规划 被引量：8
5
作者 崔挺 李俨 张明庄 《电子设计工程》 2013年第12期50-53,共4页
为了提高无人机的作战效率,航迹规划系统必须为无人机设计出安全系数高,能量消耗少,处理时间短,同时还必须满足飞行器自身物理特性的威胁回避轨迹。基于上述研究目的,本文选择快速随机搜索树算法(RRT)作为迹规划航算法主体,结合Dijkstr... 为了提高无人机的作战效率,航迹规划系统必须为无人机设计出安全系数高,能量消耗少,处理时间短,同时还必须满足飞行器自身物理特性的威胁回避轨迹。基于上述研究目的,本文选择快速随机搜索树算法(RRT)作为迹规划航算法主体,结合Dijkstra算法改进了RRT算法,完成最小航迹代价飞行轨迹的设计。 展开更多
关键词 无人机 航迹规划 快速随机搜索树算法 DIJKSTRA算法
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