检索结果-南通市图书馆

工矿自动化 2023年第6期49卷 175-181页

作者：薛光辉刘爽王梓杰李亚男中国矿业大学(北京)机电与信息工程学院北京100083 煤矿智能化与机器人创新应用应急管理部重点实验室北京100083

路径规划是煤矿机器人在煤矿井下非结构化狭长受限空间中应用亟待解决的关键技术之一。针对传统概率路线图(PRM)算法在空间狭长封闭巷道环境中难以保障采样的节点均匀分布于自由空间中导致路径规划失效,以及节点可能距离障碍物较近导致... 详细信息

路径规划是煤矿机器人在煤矿井下非结构化狭长受限空间中应用亟待解决的关键技术之一。针对传统概率路线图(PRM)算法在空间狭长封闭巷道环境中难以保障采样的节点均匀分布于自由空间中导致路径规划失效,以及节点可能距离障碍物较近导致规划的路径可通行性差等问题,提出了一种基于改进PRM算法的煤矿机器人路径规划方法。在构造阶段引入人工势场法,将落在障碍物中的节点沿与其距离最近自由空间中的节点连线方向推至自由空间,并在障碍物边缘建立斥力场,实现节点的均匀分布且使其距离障碍物有一定距离;在查询阶段融合D^(*)Lite算法,当遇到动态障碍物或前方无法通行时可实现路径的重规划。仿真结果表明:改进PRM算法的节点均匀分布在自由空间中,且均距离障碍物一定距离,提高了路径规划的安全性;当节点数为100个时,改进PRM算法成功率较传统PRM算法提高了25%;随着节点数增加,传统PRM算法和改进PRM算法路径规划成功次数均呈增长趋势,但改进PRM算法在效率方面优势更明显;当节点数为400个时,改进PRM算法运行效率较传统PRM算法提高了35.13%,且规划的路径更平滑,路径长度更短;当障碍物突然出现时,改进PRM算法能够实现路径的重规划。

关键词：煤矿机器人路径规划概率路线图算法人工势场法 D^(*)Lite算法

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融合PRM算法与弹性绳算法的路径规划算法

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电脑编程技巧与维护 2024年第7期 36-39页

作者：李鹏程杭州应用声学研究所杭州310000

为解决弹性绳算法路径规划效率低、法迭代次数过多,以及概率路线图算法较难获得最优路径的问题,设计了一种融合概率路线图(PRM)算法与弹性绳算法的路径规划算法。该算法利用概率路线图算法高效地获得了一条连接起点到终点的路径,利用该... 详细信息

为解决弹性绳算法路径规划效率低、法迭代次数过多,以及概率路线图算法较难获得最优路径的问题,设计了一种融合概率路线图(PRM)算法与弹性绳算法的路径规划算法。该算法利用概率路线图算法高效地获得了一条连接起点到终点的路径,利用该路径上的点作为弹性绳算法的初始点,消除了弹性绳算法在迭代的初始阶段需要较多迭代次数的问题。

关键词：概率路线图算法弹性绳算法路径规划融合算法

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基于光节点的自主移动机器人路径规划算法研究

基于光节点的自主移动机器人路径规划算法研究

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作者：韩超青岛大学

学位级别：硕士

目前,自主移动机器人路径规划技术较为成熟,在宽阔场景中路径规划效果较好,而在狭窄空间进行路径规划时,存在耗时久、路径长、平滑度差甚至路径规划失败的问题,尤其是路段超车、货物转运等狭窄环境对路径规划的快速性有着更高的要求。因... 详细信息

目前,自主移动机器人路径规划技术较为成熟,在宽阔场景中路径规划效果较好,而在狭窄空间进行路径规划时,存在耗时久、路径长、平滑度差甚至路径规划失败的问题,尤其是路段超车、货物转运等狭窄环境对路径规划的快速性有着更高的要求。因此,需要进行更为高效的路径规划。所以,改善自主移动机器人在狭窄空间中路径规划的效果非常有必要。本研究以现有基于采样的主流路径规划算法为基础,结合狭窄空间的特点,提出一种新型节点模型——光源节点模型。该模型在传统节点模型中添加真实物理环境中光源的属性,缩小采样区域,以减少采样数量、提升节点采样效率。具体而言,由于节点光照范围内任意一点均能够与节点相连接,因而后续无须在光照范围内采样节点,即突破在自由空间中随机采样的传统方式,将采样区域限定于未照亮区域,最大限度地避免无效采样,从而大幅提升移动机器人在狭窄空间中路径规划的效率。通过将光源节点模型与传统主流路径规划算法融合改进验证其有效性。具体改进方法和仿真结果如下:首先,将概率路线图算法的传统节点模型优化为光源节点模型,同时改进采样方式。仿真结果表明:改进后算法在狭窄空间路径规划的时间减少、平滑度提高,路径长度基本保持不变。其次,将改进的人工势场法、光源节点模型与传统深度Q网络算法路径规划算法相结合。一方面,赋予障碍物人工势场法中斥力场的性质,提高智能体躲避障碍物的能力,进而减少其与障碍物发生碰撞的次数;另一方面,赋予目标点光源节点的性质。当智能体进入目标点的光照区域时,能够沿直线到达目标点,无须继续探索训练,从而提高训练效率。仿真结果表明:改进后算法能够拓宽算法的适用范围,使其适用于狭窄空间路径规划。最后,完成了基于光节点的概率路线图优化算法实验验证。使用Solid Works软件设计、绘制两轮差速移动机器人模型,并搭建机器人实物平台,进行实物实验。实验结果与仿真结果一致,优化后的概率路线图算法在狭窄空间和普通空间中路径规划具有较好的优化效果。综上所述,本研究针对狭窄空间路径规划,提出了光源节点模型,并将此模型与传统算法融合改进,研究结果表明:光源节点模型从不同方面优化了路径规划的效果。光源节点模型与概率路线图算法相结合,使得移动机器人在狭窄空间路径规划的时间缩短了50%左右,路径平滑度提高了10%左右,即路径规划的效果更好;光源节点模型与传统深度Q网络路径规划算法相结合,拓宽了传统算法的适用范围,为后续算法的进一步优化奠定了基础。

关键词：自主移动机器人路径规划概率路线图算法深度Q网络算法强化学习

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基于光节点模型的PRM路径规划优化算法研究

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青岛大学学报（工程技术版） 2022年第4期37卷 36-42页

作者：韩超杨杰青岛大学机电工程学院山东青岛266071

针对移动机器人存在的使用传统概率路线图算法(probabilistic roadmap,PRM)经过狭窄空间规划路径无解的问题,本文主要对一种模拟光照节点模型的PRM路径规划优化算法进行研究。采用光照方法,将每个节点视为光源,在未照亮的区域生成随机节... 详细信息

针对移动机器人存在的使用传统概率路线图算法(probabilistic roadmap,PRM)经过狭窄空间规划路径无解的问题,本文主要对一种模拟光照节点模型的PRM路径规划优化算法进行研究。采用光照方法,将每个节点视为光源,在未照亮的区域生成随机节点,直至光照区域能将起始点和目标点连通,生成无向有权图的边,为了测试优化PRM算法的性能,将其与传统PRM算法进行仿真测试。仿真结果表明,与传统PRM算法相比,优化后的算法可使移动机器人经过狭窄直线通道时采用较少的随机采样点,并且在较短时间内找到一条可行路径。该优化算法减少了路径中的节点数量,提高了路径平滑度和程序运行效率,解决传统PRM算法路径规划无解的问题,缩短了在狭窄直线地图中规划路径的时间,提高了程序运行效率。该研究具有广泛的应用前景。

关键词：概率路线图算法路径规划自主移动机器人基于采样的运动规划

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