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区域快速优化下的无人机在线轨迹规划方法
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作者 唐嘉宁 和雪梅 +2 位作者 陈云浩 彭志祥 周思达 《重庆理工大学学报(自然科学)》 CAS 北大核心 2024年第2期217-225,共9页
针对传统基于梯度的规划方法需预先构建欧式符号距离场(euclidean signed distance field, ESDF)导致障碍物信息冗余度高、规划效率受限问题,提出了一种基于区域快速优化的实时轨迹规划方法。所提方法设计碰撞控制点替换策略用于加快碰... 针对传统基于梯度的规划方法需预先构建欧式符号距离场(euclidean signed distance field, ESDF)导致障碍物信息冗余度高、规划效率受限问题,提出了一种基于区域快速优化的实时轨迹规划方法。所提方法设计碰撞控制点替换策略用于加快碰撞区域的轨迹优化收敛速度从而降低轨迹规划时间,并定义提取与轨迹规划相关的局部障碍物信息方法,避免构建ESDF过程,从而提高规划效率;之后考虑轨迹安全性、平滑性及动态可行性,建立多目标优化函数,进一步优化轨迹。仿真实验表明,该方法可有效实现无人机在线轨迹规划,且与前沿方法相比,轨迹规划时间平均缩短了36.1%,轨迹优化收敛速度平均提高了33.1%,实现了更高效的规划。 展开更多
关键词 轨迹规划 欧式符号距离场 轨迹优化 梯度信息 多目标优化
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基于梯度优化的移动机器人路径规划算法 被引量:1
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作者 杨帆 李玮 严天宏 《现代电子技术》 2023年第21期99-104,共6页
针对目前移动机器人全局路径规划算法中存在规划效率低、路径质量低等问题,提出一种新的基于梯度优化的路径规划算法。首先使用欧氏符号距离场方法表示已知的二维地图环境,构建从障碍物中心向外梯度下降的距离场,以获得机器人到障碍物... 针对目前移动机器人全局路径规划算法中存在规划效率低、路径质量低等问题,提出一种新的基于梯度优化的路径规划算法。首先使用欧氏符号距离场方法表示已知的二维地图环境,构建从障碍物中心向外梯度下降的距离场,以获得机器人到障碍物中心的距离信息来进行碰撞惩罚代价的计算;其次将路径规划问题描述为优化问题,通过引入目标距离信息和障碍物距离信息,设计了一个新的路径规划代价函数,并使用梯度下降方法优化该函数得到一条最优路径;最后通过仿真对比实验表明,所提算法在规划时间、路径长度和最大转向角方面均具有一定的优越性,并通过搭建基于ROS的移动机器人实验平台进行实际环境中的路径规划实验,验证了所提算法的有效性和可行性。 展开更多
关键词 移动机器人 路径规划 欧氏符号距离场 距离信息 碰撞惩罚 梯度下降 代价函数 实验平台
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基于双向激光回环检测的SLAM算法研究 被引量:3
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作者 郑雪鹤 孙作雷 《微型机与应用》 2017年第20期19-22,共4页
针对移动机器人长时间运动后无法自身修正累计误差以及传统EKF(Extended Kalman Filter)算法计算复杂度大的问题,提出了一种基于双向激光进行回环检测的方法,通过有效的相似度检测算法检测出真实的回环,及时修正机器人的位姿。同时使用... 针对移动机器人长时间运动后无法自身修正累计误差以及传统EKF(Extended Kalman Filter)算法计算复杂度大的问题,提出了一种基于双向激光进行回环检测的方法,通过有效的相似度检测算法检测出真实的回环,及时修正机器人的位姿。同时使用精确稀疏滞后滤波算法相辅,利用信息矩阵的自然稀疏性来降低计算复杂度。通过实验结果分析,上述两种方法的结合可以有效地减少移动机器人行驶过程中的累计误差。 展开更多
关键词 回环检测 精确稀疏滞后滤波 同时定位与地图构建 移动机器人
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多约束的无人机动态路径规划算法研究 被引量:5
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作者 罗银辉 李荣枝 +1 位作者 潘正宵 王星怡 《无线电工程》 北大核心 2023年第1期11-17,共7页
无人机的自主飞行是无人机相关研究的重点方向,如何在复杂环境中快速分析环境,并规划一条安全可行的路径,是该方向的研究目标。针对传统路径搜索算法存在的路径不平滑问题,采用三阶B样条曲线进行预规划航迹。在欧式有符号距离函数(Eucli... 无人机的自主飞行是无人机相关研究的重点方向,如何在复杂环境中快速分析环境,并规划一条安全可行的路径,是该方向的研究目标。针对传统路径搜索算法存在的路径不平滑问题,采用三阶B样条曲线进行预规划航迹。在欧式有符号距离函数(Euclidean Signed Distance Functions, ESDF)地图提供的梯度信息的基础上,分别在平滑、碰撞和可行性上设计约束方程,实现轨迹动态重规划。针对路径动态更新中,时间间隔变化产生的控制点不再符合约束的问题,采用各向异性曲线拟合方法,实现时间再分配,保障在动态更新路径的过程中,新产生的路径与原路径相似且具有同样的可行性。实验证明,该算法实现了无人机的自主路径规划与优化,能够进行动态避障,面对复杂环境具有鲁棒性。 展开更多
关键词 主飞行 路径规划 esdf地图 B样条曲线 时间再分配
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基于混合信息滤波的粒子滤波SLAM算法 被引量:3
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作者 王晓华 杨幸芳 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2013年第7期1988-1990,1994,共4页
为解决粒子滤波SLAM中存在的计算效率高及粒子退化造成的估计精度低等问题,结合精确稀疏滞后状态信息滤波估计精度高以及精确稀疏扩展信息滤波计算效率高的优点,将两者混合应用于粒子滤波SLAM算法中,不但在保证计算效率的条件下提高了... 为解决粒子滤波SLAM中存在的计算效率高及粒子退化造成的估计精度低等问题,结合精确稀疏滞后状态信息滤波估计精度高以及精确稀疏扩展信息滤波计算效率高的优点,将两者混合应用于粒子滤波SLAM算法中,不但在保证计算效率的条件下提高了状态估计精度,并且还克服了机器人转动状态以及环境特征疏密带来的应用缺陷。实验结果表明了该方法的有效性与可行性。 展开更多
关键词 同时定位与地图创建 精确稀疏滞后状态滤波 精确稀疏扩展信息滤波 粒子滤波 历史信息
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