基于改进人工势场法的移动机器人路径规划 被引量：46

1

作者 温素芳 郭光耀 《计算机工程与设计》 北大核心 2015年第10期2818-2822,共5页

为解决传统人工势场法用于机器人路径规划时出现的各种问题,提出相应的改进方法。针对障碍物距目标点太近导致的目标不可达问题,采用缩小障碍物影响范围的方法来解决;针对局部极小点导致的陷阱问题,提出障碍物影响范围分层的思想,使机... 为解决传统人工势场法用于机器人路径规划时出现的各种问题,提出相应的改进方法。针对障碍物距目标点太近导致的目标不可达问题,采用缩小障碍物影响范围的方法来解决;针对局部极小点导致的陷阱问题,提出障碍物影响范围分层的思想,使机器人能够顺利到达目标点。改进后的势场法适用于各种复杂环境下的移动机器人路径规划,且可以进行优化路径选择,仿真结果表明了该方法的有效性。 展开更多

关键词 人工势场法 移动机器人 路径规划 局部极小点 影响范围

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基于改进人工势场法的移动机器人路径规划 被引量：45

2

作者 宋建辉 代涛 刘砚菊 《计算机工程与科学》 CSCD 北大核心 2017年第7期1328-1332,共5页

基于传统人工势场法的机器人路径规划存在障碍物附近目标不可达和局部极小点的问题。在研究该问题产生原因的基础上,提出了一种基于改进人工势场法的移动机器人路径规划算法。该算法在斥力函数中引入了机器人和目标点之间的距离,在极小... 基于传统人工势场法的机器人路径规划存在障碍物附近目标不可达和局部极小点的问题。在研究该问题产生原因的基础上,提出了一种基于改进人工势场法的移动机器人路径规划算法。该算法在斥力函数中引入了机器人和目标点之间的距离,在极小点附近自主建立虚拟目标牵引点并隔离原有目标点,解决了传统人工势场法的局部极小点问题,使机器人到达了目标点。仿真结果说明了改进后算法的有效性。 展开更多

关键词 人工势场法 路径规划 局部极小值 移动机器人

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基于模糊人工势场法的智能全向车路径规划 被引量：33

3

作者 韩伟 孙凯彪 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2018年第6期105-109,167,共6页

针对于移动机器人在传统人工势场法路径规划中易于陷入局部最小点而无法抵达目标点的问题,同时考虑到实际环境中人工势场法相关参数的不确定性,提出了一种基于模糊人工势场法的动态路径规划方法。借助于专家经验进行模糊决策,调整移动... 针对于移动机器人在传统人工势场法路径规划中易于陷入局部最小点而无法抵达目标点的问题,同时考虑到实际环境中人工势场法相关参数的不确定性,提出了一种基于模糊人工势场法的动态路径规划方法。借助于专家经验进行模糊决策,调整移动机器人在各个时刻的合力大小和方向,进而解决斥力常数、引力方向偏角以及机器人行驶速度的不确定性问题。为了验证该方法的有效性,在智能全向车平台进行了应用,结果表明,智能全向车运动轨迹平滑,避免了实际应用中的震荡问题。 展开更多

关键词 人工势场法 移动机器人 路径规划 模糊决策 局部最小点

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一维大地电磁测深几种反演算法的比较研究 被引量：27

4

作者 冯思臣 王绪本 阮帅 《石油地球物理勘探》 EI CSCD 北大核心 2004年第5期594-599,498-628,共6页

大地电磁反演算法主要分为线性与非线性两类。马奎特法、遗传算法以及模拟退火是其中具有代表性的算法。本文将三种方法的反演过程、结果及理论进行了对比研究 ,指出各自的优点与局限性 ,以及使用时应注意的相应条件。研究表明 ,马奎特... 大地电磁反演算法主要分为线性与非线性两类。马奎特法、遗传算法以及模拟退火是其中具有代表性的算法。本文将三种方法的反演过程、结果及理论进行了对比研究 ,指出各自的优点与局限性 ,以及使用时应注意的相应条件。研究表明 ,马奎特法寻找目标函数全局最优的能力较差 ,只能局部寻优 ,但运算速度快 ;模拟退火法和遗传算法寻找目标函数全局最优的能力较强 ,但运算速度较慢。当对地下地电参数预先有一定程度了解 ,又可以选取比较合理的初始解时 ,可选择马奎特法 ,否则宜选用其他非线性全局寻优能力强的反演方法。 展开更多

关键词 大地电磁测深 反演算法 反演方法 模拟退火法 目标函数 代表性 电参数 一维 初始解 全局寻优能力

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基于改进人工势场法的水面无人艇路径规划研究 被引量：25

5

作者 陈超 耿沛文 张新慈 《船舶工程》 北大核心 2015年第9期72-75,共4页

路径规划是海面无人艇导航系统中最重要的任务之一,在实现海面高速无人艇路径规划时,如果使用人工势场路径规划,一般均会产生最小点问题,尤其在路径规划目标点位置附近存在有障碍物的情况下。针对基于人工势场法的无人艇路径规划算法中... 路径规划是海面无人艇导航系统中最重要的任务之一,在实现海面高速无人艇路径规划时,如果使用人工势场路径规划,一般均会产生最小点问题,尤其在路径规划目标点位置附近存在有障碍物的情况下。针对基于人工势场法的无人艇路径规划算法中存在的这一缺陷,提出了基于改进人工势场法来解决这个问题,通过建立新的引力和斥力势场函数来避免局部最小点问题的出现,并通过仿真最终验证了该方法的有效性。 展开更多

关键词 海面高速无人艇 人工势场法 路径规划 局部最小点

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一种改进的模糊C-均值(FCM)聚类算法 被引量：13

6

作者 安良 胡勇 +1 位作者 胡良梅 孟玲玲 《合肥工业大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 2003年第3期354-358,共5页

模糊C-均值(FCM)聚类算法受初始化影响较大,在迭代时容易陷入局部极小,鉴于遗传算法(GA)的并行全局搜索能力,文章将遗传算法引入进来对FCM聚类算法加以改进,并对所提出的新算法与经典算法的迭代步数和运行时间进行比较。实验结果表明:... 模糊C-均值(FCM)聚类算法受初始化影响较大,在迭代时容易陷入局部极小,鉴于遗传算法(GA)的并行全局搜索能力,文章将遗传算法引入进来对FCM聚类算法加以改进,并对所提出的新算法与经典算法的迭代步数和运行时间进行比较。实验结果表明:该算法与FCM聚类算法相比收敛速度更快,迭代步数更少。 展开更多

关键词 改进模糊C-均值聚类算法 FCM聚类算法 遗传算法 迭代步数 运行时间

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基于虚拟障碍物法的无震荡航路规划 被引量：21

7

作者 陈天德 黄炎焱 沈炜 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第3期651-658,共8页

人工势场法作为路径规划的一种算法,凭借其解算得到的平滑航路,特别适用于不够灵活的移动机器人、智能体的路径规划。由于人工势场法自身不可避免地存在局部极小值以及算法执行不可避免的离散化,导致航路点解算可能会陷入局部极小值陷... 人工势场法作为路径规划的一种算法,凭借其解算得到的平滑航路,特别适用于不够灵活的移动机器人、智能体的路径规划。由于人工势场法自身不可避免地存在局部极小值以及算法执行不可避免的离散化,导致航路点解算可能会陷入局部极小值陷阱而进入死循环以及出现航路点震荡问题。针对局部极小值陷阱问题,提出改进型虚拟障碍物法;对虚拟障碍物位置的确定,引入了威胁区的概念,并提出了一个确定标准。针对航路点震荡问题,提出过滤震荡点法。仿真实验证明:改进型虚拟障碍物法能够有效地使陷入局部极小值陷阱的航路点解算,成功逃出陷阱;过滤震荡点法能够有效地消除震荡航路点,得到相对平滑的航路。 展开更多

关键词 人工势场法 局部极小值 虚拟障碍物 过滤震荡点 平滑路径

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人工势场法目标不可达的研究 被引量：20

8

作者 郜辉 吕志刚 《国外电子测量技术》 2018年第1期29-33,共5页

针对传统人工势场法的缺陷,提出了一种新的改进方法来实现路径规划,更快的规划出一条平滑可行的路径,通过把人工势场法的斥力场函数作用域大小进行动态修改,成功抵达目标点,在目标点附近有障碍物时也能规划出可行路径,通过增加子目标点... 针对传统人工势场法的缺陷,提出了一种新的改进方法来实现路径规划,更快的规划出一条平滑可行的路径,通过把人工势场法的斥力场函数作用域大小进行动态修改,成功抵达目标点,在目标点附近有障碍物时也能规划出可行路径,通过增加子目标点的方式来解决局部极小点问题,利用增加的子目标点的牵引力使移动机器人成功逃脱局部极小点,抵达目标点。最后仿真验证了改进的人工势场法可以更快的规划出路径,而且路径更加平滑。所提出的改进算法,在移动机器人自主路径规划中,能有效缩短路径长度,提高到达目标点的效率,高效完成路径规划。 展开更多

关键词 人工势场法 目标不可达 局部极小点 子目标点

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移动机器人改进人工势场的路径规划方法研究 被引量：19

9

作者 杨凯 龙佳 +1 位作者 马雪燕 余中政 《现代电子技术》 北大核心 2020年第7期141-145,共5页

针对传统人工势场法进行移动机器人路径规划过程中常出现目标不可达、局部极小值等问题,提出一种改进人工势场的移动机器人路径规划新方法。将移动机器人和目标点之间的欧氏距离融入到斥力函数中,并将障碍物产生的斥力分解为两个不同方... 针对传统人工势场法进行移动机器人路径规划过程中常出现目标不可达、局部极小值等问题,提出一种改进人工势场的移动机器人路径规划新方法。将移动机器人和目标点之间的欧氏距离融入到斥力函数中,并将障碍物产生的斥力分解为两个不同方向的斥力分量,引导移动机器人到达目标点;根据移动机器人的位置、障碍物的最大影响距离以及移动机器人与目标点之间的欧氏距离建立数学关系,寻找虚拟目标点,以解决移动机器人在移动过程中受到的合力为零时出现的局部极小值问题。仿真及实验结果表明,改进人工势场算法能够使移动机器人顺利绕过障碍物到达目标点。 展开更多

关键词 移动机器人 路径规划 改进人工势场算法 斥力函数 局部极小值 虚拟目标点

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基于改进人工势场法的无人船路径规划算法 被引量：17

10

作者 刘琨 张永辉 任佳 《海南大学学报（自然科学版）》 CAS 2016年第2期99-104,共6页

提出了一种改进的人工势场法,用指数函数代替二次函数构造势场函数,降低了势场强度的变化幅度,并在斥力势场函数中增加无人船与目标点的相对位置的一个因子,解决目标不可达问题;同时设置势场系数调整因子,引入2个判断条件确定无人船是... 提出了一种改进的人工势场法,用指数函数代替二次函数构造势场函数,降低了势场强度的变化幅度,并在斥力势场函数中增加无人船与目标点的相对位置的一个因子,解决目标不可达问题;同时设置势场系数调整因子,引入2个判断条件确定无人船是否陷入局部最小值,在此基础上选择相应的势场系数,从而跳出局部极小值点.仿真结果证明了该方法的有效性. 展开更多

关键词 水面无人船 人工势场 局部极小值点 路径规划

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改进人工势场法的路径规划算法研究 被引量：16

11

作者 刘砚菊 代涛 宋建辉 《沈阳理工大学学报》 CAS 2017年第1期61-65,76,共6页

针对基于传统人工势场法的机器人路径规划存在局部极小点的问题,提出了一种修改斥力方向和自主建立虚拟目标牵引点相结合的路径规划算法。该算法在修改斥力方向算法中设置了一个临界值,在机器人行走的过程中,若机器人与障碍物的距离大... 针对基于传统人工势场法的机器人路径规划存在局部极小点的问题,提出了一种修改斥力方向和自主建立虚拟目标牵引点相结合的路径规划算法。该算法在修改斥力方向算法中设置了一个临界值,在机器人行走的过程中,若机器人与障碍物的距离大于临界值,机器人路径规划就采用修改斥力方向的算法,当机器人与障碍物的距离小于临界值时,机器人路径规划算法就从修改斥力方向算法转入自主建立虚拟目标牵引点算法。改进后的算法很好地解决了传统人工势场法的局部极小点问题,仿真结果证明了改进后算法的有效性。 展开更多

关键词 人工势场法 机器人路径规划 目标不可达 局部极小值

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改进人工势场法的AGV路径规划算法研究 被引量：15

12

作者 牛秦玉 李美凡 赵勇 《机床与液压》 北大核心 2022年第17期19-24,共6页

针对传统人工势场法路径规划中存在的局部极小值和目标不可达问题,提出了一种面向AGV路径规划的改进人工势场法。该算法将道路边界障碍化,对障碍物密集区域的障碍物进行连锁处理,在斥力函数中引入目标点与AGV间的距离因数,在局部极小值... 针对传统人工势场法路径规划中存在的局部极小值和目标不可达问题,提出了一种面向AGV路径规划的改进人工势场法。该算法将道路边界障碍化,对障碍物密集区域的障碍物进行连锁处理,在斥力函数中引入目标点与AGV间的距离因数,在局部极小值点附近合适位置增加虚拟障碍物。仿真结果表明:改进算法可以有效解决局部极小值问题和目标不可达问题,同时使AGV避开障碍物陷阱成功到达目标点。 展开更多

关键词 人工势场法 AGV 路径规划 障碍物陷阱 局部极小值

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基于模糊势场法的移动机器人局部路径规划 被引量：12

13

作者 王迪 李彩虹 +2 位作者 郭娜 刘国名 高腾腾 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2021年第6期212-218,共7页

针对采用传统人工势场法进行移动机器人局部路径规划时存在的局部极小点和规划路径过长等问题,提出了一种基于虚拟目标点和有限状态机的模糊势场法。构造基于人工势场的虚拟目标点法来解决局部极小点问题,在合适的位置设置虚拟目标点使... 针对采用传统人工势场法进行移动机器人局部路径规划时存在的局部极小点和规划路径过长等问题,提出了一种基于虚拟目标点和有限状态机的模糊势场法。构造基于人工势场的虚拟目标点法来解决局部极小点问题,在合适的位置设置虚拟目标点使机器人逃离局部极小点区域。将虚拟目标点法与模糊控制相结合,对障碍物环境进行预测,及时避障,解决机器人在复杂环境中采用虚拟目标点法规划路径时存在的路径过长问题。设计一个有限状态机来判断障碍物环境,执行算法转换策略,使改进算法适用于多种复杂环境。所设计算法在MATLAB平台上进行了仿真验证。结果表明,该算法能够使机器人逃出局部极小点、缩短规划路径。算法不仅适用于简单、离散环境,在传统算法运行困难的、复杂的环境中,例如墙型、U型和多U型障碍物环境,也能规划出可行的优化路径。 展开更多

关键词 移动机器人 局部路径规划 模糊势场法 虚拟目标点 局部极小点 有限状态机

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改进人工势场法在未知环境中的路径规划研究 被引量：10

14

作者 陈冠星 张志安 +2 位作者 黄学功 华洪 施振稳 《机械与电子》 2021年第5期74-80,共7页

针对机器人路径规划中路径震荡的问题,提出添加角度过滤器的方法减轻路径震荡的程度,利用在计算引力时采用不同增益系数的方法进一步减轻了路径震荡。而对于局部极小点问题,提出采用添加虚拟目标点的方法引导机器人走出陷阱区域。最后,... 针对机器人路径规划中路径震荡的问题,提出添加角度过滤器的方法减轻路径震荡的程度,利用在计算引力时采用不同增益系数的方法进一步减轻了路径震荡。而对于局部极小点问题,提出采用添加虚拟目标点的方法引导机器人走出陷阱区域。最后,在MATLAB环境下进行仿真,仿真结果表明改进算法的有效性。 展开更多

关键词 人工势场法 未知环境 角度过滤器 路径震荡 虚拟目标点 局部极小点

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基于APF-RRT的双机械臂动态避障路径规划 被引量：10

15

作者 彭鹏 张志安 黄学功 《机械传动》 北大核心 2022年第4期48-54,共7页

针对传统人工势场法(Artificial potential field method,APF)在6自由度双机械臂系统避障路径规划中容易陷入局部极小值这一缺陷,提出了一种改进APF与改进快速扩展随机树算法(Rapidly-exploring random trees,RRT)相结合进行避障路径规... 针对传统人工势场法(Artificial potential field method,APF)在6自由度双机械臂系统避障路径规划中容易陷入局部极小值这一缺陷,提出了一种改进APF与改进快速扩展随机树算法(Rapidly-exploring random trees,RRT)相结合进行避障路径规划的方法。分析了双机械臂的工作空间,确认了双臂干涉的可能性。对于双机械臂的路径规划,利用改进后的APF对主机械臂进行路径规划,并将其作为从机械臂的动态障碍物,为从机械臂规划运动路径;利用改进后的RRT自适应地选择临时目标点,解决了从机械臂路径规划时陷入局部极小值的问题;利用改进的APF对从机械臂的剩余路径进行了规划。仿真分析表明,改进后的APF-RRT算法能比传统算法更加快速准确地解决双臂系统的避障路径规划问题。 展开更多

关键词 双机械臂 人工势场法 快速扩展随机树 路径规划 局部极小值 临时目标点

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基于改进人工势场法的移动机器人局部路径规划 被引量：5

16

作者 张国胜 李彩虹 +2 位作者 张耀玉 李永迪 周瑞红 《山东理工大学学报（自然科学版）》 CAS 2023年第4期52-59,67,共9页

为解决传统人工势场法在移动机器人局部路径规划中存在的缺陷,提高其路径规划的性能,提出了改进的人工势场法。将引力作用阈值引入引力势场函数,解决引力过大问题;在斥力势场函数中引入目标点与移动机器人之间的距离,解决目标不可达问题... 为解决传统人工势场法在移动机器人局部路径规划中存在的缺陷,提高其路径规划的性能,提出了改进的人工势场法。将引力作用阈值引入引力势场函数,解决引力过大问题;在斥力势场函数中引入目标点与移动机器人之间的距离,解决目标不可达问题;根据环境复杂度,提出了自适应速度调节机制;针对局部极小值问题,分别提出了APF-v1和APF-v2两种构建虚拟目标点的方法,引导移动机器人走出陷阱区域。最后在ROS机器人操作系统中对改进的算法进行了对比实验,结果表明,改进的算法可以克服目标不可达、局部极小值等问题,并且在计算量、路径规划时间和步数等方面具有一定的优越性。 展开更多

关键词 人工势场法 移动机器人 局部路径规划 自适应速度调节 局部极小点 虚拟目标点

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邻近障碍物整体化的机器人路径规划 被引量：4

17

作者 贾丙佳 李平 《华侨大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2019年第6期799-805,共7页

针对采用传统的人工势场法进行路径规划时,在障碍物密集分布的区域容易使机器人陷入其中,导致停止不前或循环往复,出现局部极小值的问题,提出一种密集邻近障碍物整体化的机器人路径规划方法.首先,通过传感器检测障碍物的位置信息,根据... 针对采用传统的人工势场法进行路径规划时,在障碍物密集分布的区域容易使机器人陷入其中,导致停止不前或循环往复,出现局部极小值的问题,提出一种密集邻近障碍物整体化的机器人路径规划方法.首先,通过传感器检测障碍物的位置信息,根据相邻障碍物之间的距离划分密集分布的障碍物区域;然后,以该区域的中心为圆心,确定一个外接圆,对障碍物进行整体化处理;最后,用整体化障碍物替代原先的多个障碍物.在MATLAB软件平台上,对文中方法进行仿真.结果表明:与传统人工势场法相比,文中方法可以有效避开局部极小值,顺利完成路径规划任务;与增设引导点的方法相比,文中方法可有效减少机器人从起始位置到达目标位置的时间,提高路径规划的效率. 展开更多

关键词 自主移动机器人 路径规划 邻近障碍物整体化 人工势场法 局部极小值

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基于改进人工势场法的移动机器人动态环境避障研究 被引量：3

18

作者 李奕铭 于传 +1 位作者 陈伟 梁皓 《现代工业经济和信息化》 2017年第13期8-10,共3页

目前,人工势场法在移动机器人动态环境避障中应用非常广泛,就此提出一种改进的动态人工势场法,并采用"360°扇区划分"策略解决机器人避障过程存在的局部最小点和目标点附近振荡两大难题。

关键词 移动机器人 避障 人工势场法 局部最小点

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全局优化的一类新的F-C函数 被引量：2

19

作者 马雪 叶仲泉 姚桂霞 《计算机技术与发展》 2012年第8期72-74,共3页

针对求解全局优化问题,有很多种求解方法。文中提出了一种快速求解一般无约束最优化问题的辅助函数方法,即F-C函数方法。该方法与填充函数法和跨越函数法相比较,既有相同点又有不同点。F-C函数法最大的优点就是在极小化F-C函数阶段中只... 针对求解全局优化问题,有很多种求解方法。文中提出了一种快速求解一般无约束最优化问题的辅助函数方法,即F-C函数方法。该方法与填充函数法和跨越函数法相比较,既有相同点又有不同点。F-C函数法最大的优点就是在极小化F-C函数阶段中只需要进行一次局部极小化算法就能得到比当前极小值更低的目标函数局部极小点。文中在无Lipschitz连续的条件下,给出了一类新的求解全局优化问题的F-C函数。文中讨论了该F-C函数的优良性质并对该函数设计了相应的算法。最后,通过数值试验表明该F-C函数方法具有有效性和可行性。 展开更多

关键词 F—C函数方法 局部极小点 全局极小点 全局优化

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一种基于填充函数的神经网络全局优化算法 被引量：2

20

作者 李鸿儒 李海龙 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第9期1247-1249,共3页

针对前向神经网络BP算法由于初始权值选择不当而陷入局部极小点这一缺陷,提出新的全局优化训练算法.首先,提出了一种新的填充函数,并证明该函数的填充性质,进而结合该新填充函数与BP算法,构造出基于填充函数的全局最优化神经网络算法.... 针对前向神经网络BP算法由于初始权值选择不当而陷入局部极小点这一缺陷,提出新的全局优化训练算法.首先,提出了一种新的填充函数,并证明该函数的填充性质,进而结合该新填充函数与BP算法,构造出基于填充函数的全局最优化神经网络算法.应用全局优化算法训练神经网络时,如果误差函数陷入局部极小值,该算法可以利用填充函数帮助误差函数不断地跳出局部最优,直到找到全局最优点.该新算法的最大优点是对于初始权值无依赖性,避免了BP算法易陷入局部极小值的缺点.理论分析和仿真试验结果证明了该全局优化神经网络算法的有效性和优越性. 展开更多

关键词 前向神经网络 BP算法 填充函数 全局优化 局部极小点

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