移动机器人路径规划算法分析

随着人工智能技术的兴起和发展,移动机器人也被运用到各行各业。路径规划作为机器人技术中的重要组成部分之一,是实现移动机器人自主导航的关键技术,一直备受研究者的密切关注。路径规划的核心问题是路径规划算法,随着移动机器人所处的环境越来越复杂,对路径规划算法也提出了更高要求。针对路径规划算法的实现原理,总结了目前主流路径规划算法的研究现状,并根据各规划算法的特点,将算法分为传统路径规划算法、基于采样路径规划算法、智能仿生算法以及基于强化学习的算法。文章也围绕以上算法进行分析梳理,分析其优缺点以及改进方法,并针对现有路径规划算法的研究现状,对未来路径规划算法的发展进行展望,为路径规划的发展提供了一定的思路。     

基于强化学习的自动驾驶汽车路径规划方法研究综述

路径规划作为自动驾驶的关键技术,具有广阔的应用前景和科研价值。探索解决自动驾驶车辆路径规划问题的方法,着重关注基于强化学习的路径规划方法。在阐述基于常规方法和强化学习方法的路径规划技术的基础上,重点总结了基于强化学习和深度强化学习来解决自动驾驶车辆路径规划问题的算法,并将算法按照基于值和基于策略的方式进行分类,分析各类算法的特点、优缺点及改进措施。最后对基于强化学习的路径规划技术的未来发展方向进行了展望。     

移动机器人路径规划技术的现状与发展

移动机器人技术是近年来的研究热点,路径规划技术是移动机器人技术研究中的一个重要领域。路径规划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。该文详细地叙述了移动机器人路径规划技术的分类和发展现状,全局路径规划和局部路径规划中的各种方法,具体地分析了各种方法的算法过程,并指出了各种方法的优缺点,以及各种方法的改进的办法,最后对移动机器人路径规划技术的未来的发展趋势进行了展望。     

多约束下多无人机的任务规划研究综述

高度信息化的发展使得无人机作战优势凸显。准确的无人机任务规划技术是完成给定任务的重要保障。任务分配、路径规划是构成无人机任务规划技术的两个核心部分。基于该技术,首先讨论了无人机任务规划的发展状况、分类标准、体系结构。其次,分别详细介绍了影响任务分配、路径规划的重要指标,如分类标准、约束指标、相应模型、代表算法、评价指标等,然后,分别分析对比求解任务分配的启发式算法、数学规划方法、随机智能优化算法的优缺点和求解路径规划的数学规划方法、人工势场法、基于图形学法、智能优化算法的优缺点;最后,总结了无人机任务规划存在的开放性问题、未来发展方向和研究重点。     

神经网络在移动机器人路径规划中的应用研究

移动机器人路径规划可分为两种类型:(1)全局路径规划;(2)局部路径规划。本文分析了Kohonen神经网络算法及其识别机理,提出了Kohonen神经网络和BP神经网络结合起来进行路径规划的方法,最后给出了具体的算法,探讨了在神经网络技术中引入学习机制的特点。     

移动机器人路径规划算法综述

路径规划算法是实现移动机器人自主导航的关键技术。针对移动机器人路径规划技术进行研究,分析各算法的实现机制与原理,并系统性的总结了主流路径规划算法研究现状。根据移动机器人路径规划算法的特点,将路径规划算法分为：传统规划算法、智能规划算法、基于采样的规划算法。基于以上分类,分述近年来的主要研究成果,重点分析各类算法的优缺点。针对移动机器人路径规划算法研究现状,对其未来研究方向进行展望,为移动机器人路径规划大发展提供一定的思路。     

神经网络在移动机器人路径规划中的应用研究

移动机器人路径规划可分为两种类型(1)全局路径规划;(2)局部路径规划.本文分析了Kohonen神经网络算法及其识别机理,提出了Kohonen神经网络和BP神经网络结合起来进行路径规划的方法,最后给出了具体的算法,探讨了在神经网络技术中引入学习机制的特点.     

移动机器人的智能路径规划算法综述

针对目前移动机器人路径规划所处的的环境复杂度高、随机性强等情况,难以有效地实现最优路径规划的问题,从移动机器人的实际应用出发,对点对点路径规划和遍历路径规划、全局路径规划和局部路径规划进行综述,对各类规划方法进行分析与归纳;重点分析强化学习算法的路径规划技术;针对目前路径规划算法存在的问题,提出类脑智能算法应用于路径规划的探索,同时给出路径规划在农业装备应用的新思路.     

基于改进群搜索优化算法的群体路径规划方法

针对群体动画中传统路径规划算法搜索时间长、寻优能力差等问题,提出一种利用群搜索算法进行多线程路径规划的方法。该方法首先将模拟退火算法引入到搜索模式中,克服算法易陷入局部最优的问题;其次,通过结合多线程和路径随机拼接技术,将算法应用到路径规划中。仿真实验表明该算法无论在高维还是低维情况下都具有较好的全局收敛性,能够很好地满足在复杂动画环境下路径规划的要求。     

移动机器人全局路径规划算法综述

全局路径规划是移动机器人室外工作的关键技术,全局路径规划相关算法主要应用于地理场景预知的室外环境中,机器人面对复杂多变的室外环境,通过对算法的优化改进来提高机器人路径规划的实时避障性、路径平滑性、规划有效性就成为了全局路径规划算法的核心研究内容.首先根据算法的智能程度,将移动机器人的全局路径规划算法分为传统全局路径规划算法和仿生智能全局路径规划算法,并深入阐述了实际应用更为广泛的多目标路径规划算法,然后介绍了当前每种算法的几种典型的优化改进方法,并对其优化改进后的算法的优缺点进行了分析总结,最后对全局路径算法的未来发展趋势进行了展望,指出全局路径规划算法将向优化已有常规算法路径规划的性能、多种算法优势融合、复杂环境中动态避障、适应多样化环境的地图表示方法这4方面发展.     

双架次无人机(UAV)协同侦察的航路轨迹研究

本文介绍了交叉熵算法的基本原理、具体的建模方法、交叉熵算法的实时性和鲁棒性的特点,在实际应用中显示了良好的效果。鉴于军事侦察时间的紧迫性和空间的全面性的特点,依据无人机的具体应用技术特点,本文利用交叉熵算法对双架次的无人机的侦察路径进行规划,为路径规划提供了一种新的解决方法,并保证了侦察任务的路径规划在
在时间和效能上达到最优。     

复杂装配体多层次装配路径规划研究

针对传统装配路径规划方法应用于复杂装配体时出现的组合爆炸问题,提出了一种基于人机交互的改进A-Star(A*)算法多层次装配路径规划方法。算法在传统启发式路径规划算法的基础上引入了干涉威胁概率、平滑度代价、权重系数参数,实现了算法不同侧重方向的最优路径寻找。算法首先根据基于人机交互的路径规划方法结合操作者的装配经验将复杂装配体划分为多个装配层次段,其次对各层次段中的装配零部件运用改进A*算法求解最优拆卸路径,并最终根据路径反演原则生成整个复杂装配体最优装配路径。结合算法仿真对比与KUKA工业机器人路径规划实例验证,得出上述方法较传统启发式路径规划方法提升了路径规划效率,满足了工业生产中复杂装配体自动路径规划需求。     

自主角色导航技术综述

自主角色导航技术是影响角色行为真实性的关键性因素.通过全面对比分析机器人路径规划、飞行器航路规划、虚拟人足迹规划、自动制导武器制导技术等研究成果,研究可用于角色导航的全局路径规划、局部路径规划所使用的主要算法,简要介绍了各算法的基本原理及优缺点.提出了两种模拟视觉的实现思路,研究了基于模拟视觉的角色仿生导航方法,最后对导航技术的发展作了总结和展望.     

基于改进蚁群和DWA算法的机器人动态路径规划

路径规划技术是移动机器人研究领域中的一个重要分支,使得机器人能够在多障碍物环境中安全快速地找到一条相对最优路径.针对全局路径规划时蚁群算法盲目性搜索、易陷入局部最优、收敛速度慢以及局部路径规划时DWA算法难以有效地规避动态障碍物等问题,提出一种改进蚁群算法与DWA算法的融合算法.首先,采用GRRT-Connect算法不等分配初始信息素,解决陷阱地图中局部最优问题;然后,增加蚁群接力搜索方法以解决蚂蚁禁忌表自死锁问题,并利用切片取优方法优化最优路径选择机制得到全局最优路径;接着,以最优路径关键点为子目标点运行DWA算法,提出自适应调节速度方法进行最优行驶;最后,提出预计算方法规避动态障碍物达到局部规划效果.仿真结果表明,与现有文献结果相比,融合算法最优路径长度缩短了10.28%,收敛速度加快了6.55%,验证了所提出算法的有效性和优越性.     

改进遗传算法在移动机器人路径规划中的应用

研究机器人路径规划问题,传统的遗传算法存在早熟收敛和收敛速度慢,影响路径规划的效率,针对移动机器人路径规划的难题,为了提高路径规划的效率,提出一种基于遗传模拟退火算法的移动机器人最优路径规划方法.应用简化编码长度的技术简化了工作路径编码方式,对于基于遗传算法产生初始路径种群后的各路径的适应值进行评价.经过多次交叉、变异,并借助模拟退火中Metropolis算法的随机移动准则制定了高效的温度更新函数,获得了从起始点到目标点的一条全局最优路径,并在MAlLAB环境中进行了仿真.仿真果证明算法的收敛速度、搜索质量和最优路径规划效率都有了明显的提高.     

蚁群算法在移动机器人路径规划中的仿真研究

研究移动机器人路径规划问题.移动机器人路径规划是一个多目标优化问题,由于避障定位要求,传统机器人路径规划优化方法存在算法复杂、搜索空间大和效率低等难题,难以获得最优解.为了提高机器路径规划的效率和定位准确性,提出了一种蚁群算法的移动机器人路径规划方法.蚁群算法的路径规划方法首先采用栅格法对机器人工作环境进行建模,然后将机器人出发点作为蚁巢位置,路径规划最终目标点作为蚁群食物源,通过蚂蚁间相互协作找到-条避开障碍物的最优机器人移动路径.仿真实验结果证明,蚁群算法的路径规划方法提高了机器人路径规划的效率,能在最短时间找到机器人路径规划最优解,且能安全避开障碍物,为优化设计提供了依据.     

基于出租车轨迹数据的最优路径规划方法

针对传统的路径规划算法并不一定能计算得到现实中最优路径的问题,提出一种融合了出租车驾驶经验并以时间为度量的路径规划算法。该算法的实现是将路径规划这个以计算为中心的技术变为以数据为中心的数据驱动挖掘技术。首先,从大量的出租车轨迹数据中提取真实的载人轨迹数据,并将载人轨迹数据匹配到路网数据中;然后,根据地图匹配结果计算路段的访问频次,选取前Top-k个路段作为热点路段;其次,计算热点路段间行车轨迹的相似度,对轨迹进行聚类分析,在路网的基础上构建该k个路段的热点路段图;最后,使用一种改进的A^*算法实现路径规划。实验结果表明,与传统的最短路径规划算法和基于驾驶经验路网分层的路径规划算法相比,所提出的基于热点路段图的路径规划方法有效地缩短规划路径的长度及路径行驶时间,提高路径规划的用时效率。     

移动机器人全局路径规划的盲人摸路算法

路径规划是机器人控制技术研究中的一个重要问题。路径规划方法可分为全局法和局部法两种。首先分析了传统的全局路径规划方法的缺点,提出了移动机器人全局路径规划的一种新方法,即盲人摸路算法。然后给出了算法的详细描述过程并证明了算法的收敛性。与传统的全局路径规划方法相比,在进行路径规划之前,不需要对障碍环境进行特殊的简化处理。算法理论浅显,计算简单,信息存储量小,能够快速搜索出无碰路径。通过大量数值算例说明了算法的正确性和有效性。     

基于改进灰狼优化算法的仓储物流机器人路径规划方法

仓储物流机器人目前的路径规划算法存在生成的规划路径过长、工作效率较低等问题。基于此提出基于改进灰狼优化算法的仓储物流机器人路径规划方法。先根据仓储物流调度情况构建机器人调度数学模型,再结合Logistic混沌映射模式改进灰狼路径规划算法,最后通过启发式路径微调算子,加强路径规划算法的局部开发能力,并利用K-means算法生成最优规划路径。仿真实验结果与文献研究方法应用效果相比,规划路径长度缩短了47.52 m、59.98 m。本方法具有一定应用价值,可提高仓储机器人的工作效率。     

基于SLAM算法的图书馆服务机械人的路径研究

为进一步对服务型机器人的移动过程进行优化,基于SLAM算法,对图书馆服务机器人的移动过程进行路径规划研究,并提出一种离线结合在线的路径规划方法。通过对离线路径规划PSO算法和在线路径规划Q-learning算法进行分别优化,以提高各种的路径规划效果,再将两种方法相结合,解决了复杂环境下的动态不确定的路径最优化问题。仿真结果表明,与其他PSO算法相比,本研究提出的RDSPSO算法能够实现更好的离线路径规划效果,在同样的实验条件下,该算法的优化得到的路径更短,到达时间也更短;与其他的路径规划方法相比,本研究提出的离线结合在线的路径规划算法的路径规划效果更好,路径长度最少缩短了2.8 m,到达时间最少节省了29.9 s。以上结果表明,本研究提出的路径规划方法能够对图书馆服务机器人的移动路径进行进一步优化,进一步提升机器人的移动性能,可用于实际的设计。