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基于改进A＊算法的室内移动机器人路径规划 被引量：189
1
作者 王殿君 《清华大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第8期1085-1089,共5页
针对移动机器人在室内定位的特点,在结构化环境下,开发了机器人路径规划系统。在阐述了全局地图构建方法基础上,根据移动机器人的实际运行环境采用栅格法构建了环境地图。利用A*算法进行初步路径规划,其不足之处是路径规划数据中包含了... 针对移动机器人在室内定位的特点,在结构化环境下,开发了机器人路径规划系统。在阐述了全局地图构建方法基础上,根据移动机器人的实际运行环境采用栅格法构建了环境地图。利用A*算法进行初步路径规划,其不足之处是路径规划数据中包含了所有规划点的坐标,冗余点较多,且移动机器人无法在拐点处调整自身姿态。针对这些不足,提出了能够计算出拐点、旋转方向及旋转最小角度的A*路径规划改进算法并进行了实验。移动机器人定位实验结果表明:利用改进后的A*路径规划算法不仅简化了路径,而且在拐点处移动机器人能够调整自身姿态,可以较好地满足室内移动机器人全自主运动的要求。 展开更多
关键词 移动机器人 路径规划 定位系统
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融合能耗指标与安全因子的移动医疗机器人通用路径规划 被引量：8
2
作者 刘靖 何俐萍 +1 位作者 王有元 梁浩峰 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2023年第3期964-973,共10页
考虑在突发重大公共卫生事件期间存在的医疗物资搬运工作强度大、交叉传播风险高等问题,提出一种节能、安全且通用的移动医疗机器人无碰撞路径规划方法。首先,通过建立某方舱医院栅格地图环境模型,表征机器人自主移动过程的能量消耗指标... 考虑在突发重大公共卫生事件期间存在的医疗物资搬运工作强度大、交叉传播风险高等问题,提出一种节能、安全且通用的移动医疗机器人无碰撞路径规划方法。首先,通过建立某方舱医院栅格地图环境模型,表征机器人自主移动过程的能量消耗指标,改进A*算法原始搜索方向,构建了一种计及能量因素的邻接矩阵优化策略。然后提出一种邻接矩阵权值算子,融合权值算子和安全避障惩罚因子到A*算法的估价函数中。同时,提出一种基于三次连续贝塞尔曲线的路径平滑方法,用于方舱医院栅格地图中生成曲率连续的平滑路径。仿真结果验证了所提方法的适用性,相较于传统路径规划方法,该方法具备节能性、安全性和平滑性特征,有效降低了医疗运输成本。 展开更多
关键词 移动医疗机器人 节能路径规划 改进A*算法 邻接矩阵 安全惩罚因子
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基于DPPO的移动采摘机器人避障路径规划及仿真 被引量：8
3
作者 林俊强 王红军 +4 位作者 邹湘军 张坡 李承恩 周益鹏 姚书杰 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第8期1692-1704,共13页
针对移动采摘机器人在野外作业过程中面临随机多变的复杂路径环境难以自主决策的难题,提出一种基于深度强化学习的自主避障路径规划方法。设定状态空间和动作空间,借助人工势场法设计奖励函数的思想,提出了一种基于碰撞锥避碰检测的障... 针对移动采摘机器人在野外作业过程中面临随机多变的复杂路径环境难以自主决策的难题,提出一种基于深度强化学习的自主避障路径规划方法。设定状态空间和动作空间,借助人工势场法设计奖励函数的思想,提出了一种基于碰撞锥避碰检测的障碍物惩罚系数设定方法,提高自主避碰能力。构建了虚拟仿真系统,使用分布式近端策略优化算法(distributed proximal policy optimization,DPPO)完成了移动采摘机器人的学习训练并进行实验验证。仿真结果表明:本系统能够快速、稳定的控制虚拟移动采摘机器人自主避障,获得更优的作业路径,为采摘机器人自主导航提供理论与技术支撑。 展开更多
关键词 深度强化学习 近端策略优化 移动采摘机器人 避障 路径规划 人工势场 碰撞锥
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基于栅格图法的移动物流机器人全局路径规划方法 被引量：8
4
作者 葛伟宽 王保平 《科技通报》 2019年第11期72-75,80,共5页
针对传统方法无法有效解决物流机器人一次访问若干点的全局路径规划问题。为此,提出一种基于栅格图法的移动物流机器人全局路径规划方法。通过栅格图法构造容易被移动物流机器人理解的仓储环境。在不考虑点和点间准确路径的情况下,按照... 针对传统方法无法有效解决物流机器人一次访问若干点的全局路径规划问题。为此,提出一种基于栅格图法的移动物流机器人全局路径规划方法。通过栅格图法构造容易被移动物流机器人理解的仓储环境。在不考虑点和点间准确路径的情况下,按照移动物流机器人初始点是否处于出口,把全局路径规划问题划分成典型的TSP问题和TS-TSP问题,针对典型的TSP问题,将全局路径点看作种群个体,针对TS-TSP问题,将中间节点看作种群个体,以此构建移动物流机器人全局路径规划数学模型,并通过势场蚁群法对其进行求解,获取全局路径点的最优访问顺序,在此基础上,通过A*法计算准确的移动物流机器人全局路径规划结果。实验结果表明,采用所提方法收敛速度快,可快速得到全局最优解,且全局路径规划结果所需时间少,实用性强。 展开更多
关键词 栅格图法 移动物流机器人 批量 拣选路径 规划
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改进灰狼算法的移动充电机器人路径规划 被引量：3
5
作者 刘尚俊男 刘书海 肖华平 《现代制造工程》 CSCD 北大核心 2024年第4期49-56,共8页
移动充电机器人的出现解决了老旧停车场内电动汽车充电的问题,但停车场内复杂与随机的障碍物环境对其路径规划与避障功能提出了更高的要求。通过对传统灰狼算法的改进,对停车场内的电动汽车移动充电机器人的路径规划问题进行了仿真与分... 移动充电机器人的出现解决了老旧停车场内电动汽车充电的问题,但停车场内复杂与随机的障碍物环境对其路径规划与避障功能提出了更高的要求。通过对传统灰狼算法的改进,对停车场内的电动汽车移动充电机器人的路径规划问题进行了仿真与分析。灰狼算法迭代速度快,但优化精度低,且容易陷入局部最优,在对停车场地图进行栅格化处理后,从适应度函数、收敛因子以及位置更新函数3个方面对传统灰狼算法进行了改进,并利用MATLAB软件进行了仿真。结果表明改进灰狼算法的平均迭代次数较传统灰狼算法减少了39.4%,路径长度缩短了4.7%,在与其他典型改进灰狼算法对比中路径长度最短。对同一停车场不同车位占用率的移动充电机器人的路径规划利用该算法进行了仿真,结果表明该算法在随机地图与不同目标位置的情况下均可以成功运行,验证了算法的稳定性。 展开更多
关键词 移动充电机器人 路径规划 灰狼算法 栅格化地图
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番茄温室内移动喷药机器人的路径规划研究 被引量：1
6
作者 高兴旺 任力生 王芳 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2024年第16期325-332,共8页
移动喷药机器人在番茄温室内作业时,存在规划路径效率低、平滑性差以及路径存在安全隐患等问题。提出了一种优化A*算法融合DWA算法的番茄温室移动喷药机器人的路径规划算法。充分考虑番茄温室具体环境,定义作业安全距离及对种植区进行... 移动喷药机器人在番茄温室内作业时,存在规划路径效率低、平滑性差以及路径存在安全隐患等问题。提出了一种优化A*算法融合DWA算法的番茄温室移动喷药机器人的路径规划算法。充分考虑番茄温室具体环境,定义作业安全距离及对种植区进行膨胀化处理,保证移动喷药机器人安全作业;通过为启发函数添加动态权重因子,采用关键节点提取技术提高全局路径规划效率,同时引入转弯点以及三次B样条曲线确保路径的全面覆盖及平滑性;最后融合DWA算法保证移动喷药机器人对突现障碍物的躲避。使用Matlab构建番茄温室环境进行仿真验证,实验结果表明,优化后的算法比传统算法规划出的路径更安全、平滑,覆盖喷药区域完整,规划效率明显提升,融合算法成功实现了对路径突现障碍物的躲避。该方案满足移动喷药机器人在复杂番茄温室中的作业需求。 展开更多
关键词 番茄温室 移动喷药机器人 路径规划 A*算法 动态窗口法(DWA)
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移动焊接机器人结构设计与路径规划
7
作者 张富淋 霍平 何亚杰 《机床与液压》 北大核心 2024年第9期36-43,共8页
针对大型焊接件生产中存在的大范围复杂焊缝以及狭窄空间内部焊接条件恶劣的情况,设计一种新型移动焊接机器人。采用3个独立驱动的OMNI全向轮作为机器人的移动机构,同时在移动机构底盘安装支撑轮及可调节磁吸附装置,并设计五自由度机械... 针对大型焊接件生产中存在的大范围复杂焊缝以及狭窄空间内部焊接条件恶劣的情况,设计一种新型移动焊接机器人。采用3个独立驱动的OMNI全向轮作为机器人的移动机构,同时在移动机构底盘安装支撑轮及可调节磁吸附装置,并设计五自由度机械臂作为焊接执行机构;对机器人移动平台与机械臂分别进行运动学分析以及整体运动学分析,推导出机器人末端执行器与驱动轮、机械臂关节角位移之间的函数关系;针对曲率变化较大的焊缝难以焊接的问题,提出基于改进粒子群优化算法的多段直线逼近曲线的移动平台路径规划算法,并用MATLAB仿真验证了该路径规划算法可以完成任意曲率曲线的焊缝离散化,在满足焊接精度的前提下,能够减少焊缝离散点数目,提高了移动平台路径规划的效率。 展开更多
关键词 移动焊接机器人 运动学分析 改进粒子群优化算法 路径规划
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动态SHO-ACO的焊接机器人路径规划
8
作者 任红格 宋雪琪 史涛 《机械设计与制造》 北大核心 2024年第7期1-5,共5页
移动焊接机器人在户外进行路径规划时的高效性和安全性尤为重要。针对蚁群算法(ACO)信息素以总长度为单个影响因子的缺陷,加入转向次数要素,建立环境适应度函数,从而改进轨迹上信息素增值状况;针对基本蚁群收敛速度慢的问题,借鉴自私羊... 移动焊接机器人在户外进行路径规划时的高效性和安全性尤为重要。针对蚁群算法(ACO)信息素以总长度为单个影响因子的缺陷,加入转向次数要素,建立环境适应度函数,从而改进轨迹上信息素增值状况;针对基本蚁群收敛速度慢的问题,借鉴自私羊群算法(SHO)的空间因素,改进启发函数;针对局部最优问题,将SHO的吸引力函数融入信息素变化中再结合环境适应度函数,动态指引蚁群朝向更加优良的轨迹前行;而且针对停滞僵局问题,提出撤离行动与预警行动,确保蚂蚁探路效率;针对传统轮转方法随机性问题,提出了评判拐弯机制以在有目的选择下一节点的同时,计算路径距离方法,降低了算法的复杂程度。SHO-ACO与势场蚁群和传统蚁群算法进行仿真对比实验,结果表明,SHO-ACO在简单环境与复杂环境中均具有优越性。 展开更多
关键词 移动焊接机器人 路径规划 自私羊群优化算法 蚁群算法 环境适应度函数 信息素更新 评判拐弯机制
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基于人工免疫网络理论的移动机器人路径规划 被引量：3
9
作者 过金超 刘征 崔光照 《郑州轻工业学院学报（自然科学版）》 CAS 2012年第4期1-5,共5页
针对静态环境下机器人路径规划问题,提出了基于人工免疫网络理论的移动机器人路径规划方法.该方法基于人工免疫网络仲裁机器人的行为,将抗体和抗原类比为机器人的行为和机器人所在的环境,人工免疫网络作为主要的行为仲裁机制,有效地选... 针对静态环境下机器人路径规划问题,提出了基于人工免疫网络理论的移动机器人路径规划方法.该方法基于人工免疫网络仲裁机器人的行为,将抗体和抗原类比为机器人的行为和机器人所在的环境,人工免疫网络作为主要的行为仲裁机制,有效地选择和精炼执行任务,并基于Webots实验平台对该方法进行了仿真.实验结果表明,该方法在复杂的环境中具有高度的自制性、适应性、灵活性和有效性. 展开更多
关键词 人工免疫网络 移动机器人路径规划 Webots
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基于ROS的履带式机器人自主建图与路径规划研究 被引量：1
10
作者 梁健 颜爱忠 +1 位作者 郑安琪 王璐 《科技创新与应用》 2023年第19期51-54,共4页
针对农业履带式移动采摘机器人在自主采摘作业中的自主建图与路径规划性能,该文致力于研究基于ROS开发的履带式移动采摘机器人的自主建图与路径规划系统。通过在履带式移动采摘机器人的底盘上方装配激光雷达及姿态传感器用来获取周边环... 针对农业履带式移动采摘机器人在自主采摘作业中的自主建图与路径规划性能,该文致力于研究基于ROS开发的履带式移动采摘机器人的自主建图与路径规划系统。通过在履带式移动采摘机器人的底盘上方装配激光雷达及姿态传感器用来获取周边环境的信息和机器人的运动信息,再通过Gmapping算法搭建机器人周边环境的全局栅格地图。对于机器人的路径规划功能,最终通过A*算法实现全局路径规划,通过DWA算法实现局部避障功能。最后选取实验室外部走廊作为履带式移动采摘机器人自主建图和路径规划的实验场地,实验结果表明该履带式移动采摘机器人能够进行自主建图并进行路径规划,躲避周边出现的障碍物,并最终到达指定目标地点,满足自主导航需求。 展开更多
关键词 履带式移动采摘机器人 ROS Gmapping算法 路径规划 DWA算法
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移动机器人路径规划技术综述 被引量：333
11
作者 朱大奇 颜明重 《控制与决策》 EI CSCD 北大核心 2010年第7期961-967,共7页
智能移动机器人路径规划问题一直是机器人研究的核心内容之一.将移动机器人路径规划方法概括为:基于模版匹配路径规划技术、基于人工势场路径规划技术、基于地图构建路径规划技术和基于人工智能的路径规划技术.分别对这几种方法进行总... 智能移动机器人路径规划问题一直是机器人研究的核心内容之一.将移动机器人路径规划方法概括为:基于模版匹配路径规划技术、基于人工势场路径规划技术、基于地图构建路径规划技术和基于人工智能的路径规划技术.分别对这几种方法进行总结与评价,最后展望了移动机器人路径规划的未来研究方向. 展开更多
关键词 移动机器人 路径规划 人工势场 模板匹配 地图构建 神经网络 智能计算
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基于改进A*算法的移动机器人路径规划 被引量：248
12
作者 赵晓 王铮 +1 位作者 黄程侃 赵燕伟 《机器人》 EI CSCD 北大核心 2018年第6期903-910,共8页
为了解决较大场景下A*寻路算法存在的内存开销大、计算时间长等问题,本文在A*算法的基础上,结合跳点搜索算法,提出一种改进的A*算法.该算法通过筛选跳点进行扩展,直到生成最终路径,扩展过程中使用跳点代替A*算法中大量可能被添加到OpenL... 为了解决较大场景下A*寻路算法存在的内存开销大、计算时间长等问题,本文在A*算法的基础上,结合跳点搜索算法,提出一种改进的A*算法.该算法通过筛选跳点进行扩展,直到生成最终路径,扩展过程中使用跳点代替A*算法中大量可能被添加到OpenList和ClosedList的不必要节点,从而减少计算量.为了验证改进A*算法的有效性,分别在不同尺寸的2维栅格地图中进行仿真,仿真结果表明,相比A*算法,改进A*算法在寻路过程中扩展更少的节点,寻路速度更快,且加速效果随环境地图的增大更加明显.最后将改进A*算法应用于移动机器人Turtlebot2进行对比实验.实验结果表明,在生成相同路径的基础上,改进A*算法的寻路速度较A*算法提高了约200%,能够满足移动机器人路径规划的要求. 展开更多
关键词 移动机器人 路径规划 A*算法 跳点搜索
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移动机器人导航技术现状与展望 被引量：109
13
作者 王志文 郭戈 《机器人》 EI CSCD 北大核心 2003年第5期470-474,共5页
移动机器人导航涉及到路径规划 ,传感器的选择及传感器信息的融合等技术 .本文综述了自主式移动机器人的导航技术 ,对其中的定位、路径规划及多传感器信息融合等技术进行了较详细的分析 .
关键词 移动机器人 导航 定位 路径规划 多传感器融合 人工神经网络 模糊逻辑
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移动机器人路径规划技术的现状与展望 被引量：120
14
作者 张捍东 郑睿 岑豫皖 《系统仿真学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第2期439-443,共5页
移动机器人技术研究中的一个重要领域是路径规划技术。它分为基于模型的环境已知的全局路径规划和基于传感器的环境未知的局部路径规划。综述了移动机器人路径规划技术的发展现状,指出了各种方法的优点与不足。最后对移动机器人路径规... 移动机器人技术研究中的一个重要领域是路径规划技术。它分为基于模型的环境已知的全局路径规划和基于传感器的环境未知的局部路径规划。综述了移动机器人路径规划技术的发展现状,指出了各种方法的优点与不足。最后对移动机器人路径规划技术的发展趋势进行了展望。 展开更多
关键词 移动机器人 全局路径规划 局部路径规划 优化技术 运动控制
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基于栅格法的机器人路径规划蚁群算法 被引量：123
15
作者 朱庆保 张玉兰 《机器人》 EI CSCD 北大核心 2005年第2期132-136,共5页
描述了一种静态环境下的机器人路径规划仿生算法.该算法用栅格法对场景进行建模,模拟蚂蚁的觅食行为,由多只蚂蚁协作完成最优路径的搜索.搜索过程采用了概率搜索策略、最近邻居策略和目标导引函数,使得搜索过程极为迅速高效.仿真实验结... 描述了一种静态环境下的机器人路径规划仿生算法.该算法用栅格法对场景进行建模,模拟蚂蚁的觅食行为,由多只蚂蚁协作完成最优路径的搜索.搜索过程采用了概率搜索策略、最近邻居策略和目标导引函数,使得搜索过程极为迅速高效.仿真实验结果表明,即使在障碍物非常复杂的地理环境,用本算法也能迅速规划出最优路径,且能进行实时规划,效果十分令人满意. 展开更多
关键词 移动机器人 路径规划 蚁群算法 概率搜索
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移动机器人路径规划算法综述 被引量：150
16
作者 霍凤财 迟金 +3 位作者 黄梓健 任璐 孙勤江 陈建玲 《吉林大学学报（信息科学版）》 CAS 2018年第6期639-647,共9页
为提高机器人路径规划的搜索速度,缩短搜索时间,总结归纳移动机器人在路径规划问题上的算法及其特点。首先回顾移动机器人发展历史,并对路径规划技术进行概述;其次对移动机器人路径规划进行分类总结,并从移动机器人对环境掌握情况的角... 为提高机器人路径规划的搜索速度,缩短搜索时间,总结归纳移动机器人在路径规划问题上的算法及其特点。首先回顾移动机器人发展历史,并对路径规划技术进行概述;其次对移动机器人路径规划进行分类总结,并从移动机器人对环境掌握情况的角度出发,将移动机器人路径规划分成全局规划和局部规划两类,然后对全局规划和局部规划的相关算法进行综述,同时对相关算法发展现状及优缺点进行总结。最后指出机器人路径规划技术在改进算法、混合算法、多机器人协作、复杂环境以及多维环境下进一步深入研究的未来发展趋势。 展开更多
关键词 移动机器人 路径规划 全局路径规划 局部路径规划
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基于改进蚁群算法的移动机器人动态路径规划方法 被引量：143
17
作者 柳长安 鄢小虎 +1 位作者 刘春阳 吴华 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第5期1220-1224,共5页
本文提出了基于改进蚁群算法的移动机器人动态路径规划方法.首先针对蚁群算法收敛速度慢,容易陷入局部最优的缺点,提出了根据目标点自适应调整启发函数,提高算法的收敛速度;借鉴狼群分配原则对信息素进行更新,避免搜索陷入局部最优.其... 本文提出了基于改进蚁群算法的移动机器人动态路径规划方法.首先针对蚁群算法收敛速度慢,容易陷入局部最优的缺点,提出了根据目标点自适应调整启发函数,提高算法的收敛速度;借鉴狼群分配原则对信息素进行更新,避免搜索陷入局部最优.其次为了优化改进蚁群算法的性能,提出用粒子群算法对改进蚁群算法的重要参数进行优化选择.最后实现了基于改进蚁群算法的移动机器人动态路径规划并完成了仿真实验,实验结果证明了该方法的可行性和有效性. 展开更多
关键词 移动机器人 路径规划 改进蚁群算法
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移动机器人路径规划技术的研究现状与展望 被引量：75
18
作者 戴博 肖晓明 蔡自兴 《控制工程》 CSCD 2005年第3期198-202,共5页
从基于事例、基于环境模型和基于行为三个方面全面而系统地综述了移动机器人路径规划技术的研究现状,对于当前普遍采用的路径规划方法及其实际应用情况进行了较为详细的介绍和分析;同时分别探讨了反应式规划和慎思规划、全局规划和局部... 从基于事例、基于环境模型和基于行为三个方面全面而系统地综述了移动机器人路径规划技术的研究现状,对于当前普遍采用的路径规划方法及其实际应用情况进行了较为详细的介绍和分析;同时分别探讨了反应式规划和慎思规划、全局规划和局部规划、传统方法和新的智能方法之间的结合状况,并借此得出了有关路径规划技术的一些新的发展趋势;总结了该领域有待进一步研究的相关问题。 展开更多
关键词 移动机器人 规划技术 研究现状 路径 展望 基于事例 基于行为 环境模型 应用情况 规划方法 局部规划 全局规划 智能方法 传统方法 发展趋势 反应式
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融合改进A~*算法和动态窗口法的全局动态路径规划 被引量：118
19
作者 程传奇 郝向阳 +2 位作者 李建胜 张振杰 孙国鹏 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第11期137-143,共7页
针对移动机器人路径规划全局最优、实时避障的需求,提出了一种融合改进A~*算法和动态窗口法的全局动态路径规划方法。首先,基于传统A~*算法,结合Manhattan和Euclidean距离,设计了一种优化的启发搜索函数;然后,利用关键点选取策略,剔除... 针对移动机器人路径规划全局最优、实时避障的需求,提出了一种融合改进A~*算法和动态窗口法的全局动态路径规划方法。首先,基于传统A~*算法,结合Manhattan和Euclidean距离,设计了一种优化的启发搜索函数;然后,利用关键点选取策略,剔除冗余路径点和不必要的转折点;最后,融合动态窗口法,构造了顾及全局最优路径的评价函数,基于该评价函数,应用动态窗口法,进行实时动态路径规划,在保证规划路径全局最优性的基础上,提高了平滑性及路径规划的局部避障能力。实验结果表明:与传统A~*算法相比,所提算法规划的路径更平滑,可实时动态避障,且能输出控制参数,这利于机器人的自动控制;与动态窗口法相比,所提算法能够保证规划路径的全局最优性,路径长度由28.879m缩短为22.285m。该研究对于移动机器人自主导航的应用具有重要的参考价值。 展开更多
关键词 移动机器人 路径规划 A＊算法 动态窗口法 动态避障
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移动机器人路径规划方法研究 被引量：98
20
作者 曲道奎 杜振军 +1 位作者 徐殿国 徐方 《机器人》 EI CSCD 北大核心 2008年第2期97-101,106,共6页
针对室内动态非结构化环境下的移动机器人路径规划问题,提出了一种能够将全局路径规划方法和局部路径规划方法相结合、将基于反应的行为规划和基于慎思的行为规划相结合的路径规划方法.全局路径规划器采用A*算法生成到达目标点的子目标... 针对室内动态非结构化环境下的移动机器人路径规划问题,提出了一种能够将全局路径规划方法和局部路径规划方法相结合、将基于反应的行为规划和基于慎思的行为规划相结合的路径规划方法.全局路径规划器采用A*算法生成到达目标点的子目标节点序列;局部路径规划器采用改进的人工势场方法对子目标节点序列中相邻两节点进行路径平滑和优化处理.在考虑了移动机器人运动学约束的前提下,该方法不但能够充分利用已知环境信息生成全局最优路径,而且还能及时处理所遇到的随机障碍信息.仿真研究与在室内复杂环境下的实际运行结果验证了该方法的有效性. 展开更多
关键词 移动机器人 路径规划 动态环境
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