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为解决动静态障碍物环境下水下无人航行器避障与路径规划问题，提出一种改进人工势场算法。针对传统人工势场算法存在目标不可达和局部最小值问题，将水下无人航行器与期望目标之间的距离及障碍物之间的预计碰撞时间加入斥力势场函数，利用改进后的人工势场算法实现动静态障碍物环境下的避障与路径规划，保证水下无人航行器的航行安全。仿真结果表明，改进人工势场算法在两种环境下均可使水下无人航行器成功避障并到达目标点。通过仿真研究可提高学生独立开展工程问题研究的能力。 相似文献
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王萍萍 《连云港职业技术学院学报》2023,(3):7-12+18
针对传统人工势场法中的局部极小值问题,基于切线理论引入附加斥力势,从而形成对斥力势函数的修正,得到了一种改进的人工势场法。为验证该方法的可行性,基于牛顿—欧拉方法建立无人船在海洋环境中运动的数学模型,并基于PD控制器设计无人船的航向控制算法,从而得到验证改进人工势场法的仿真模型。利用该仿真模型,设计多种不同的障碍物工况进行避障仿真试验。试验结果表明,所提出的智能避障算法能够解决传统势场法的局部极小值问题,并且能够在不同的障碍物环境中引导无人船完成避障任务,具备较好的可行性与鲁棒性。 相似文献
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利用人工势场法对机器人在特定环境中进行路径规划,并针对传统人工势场法存在的局部极小点问题,引入沿墙走行为,运用改进的人工势场法有效地克服了机器人在障碍物附近出现的反复震荡或停止不前等问题,仿真结果表明所用方法的有效性。 相似文献
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为使机器人在三维工作空间中无碰撞地到达目标,使用栅格法建立了三维空间模型,并在栅格空间中对人工势场算法进行分析,确定空间每个位置在任意时刻的位势值,使机器人沿着势场下降的方向,避开碰撞点,最终到达目标点。在MATLAB环境下,建立三维空间模型。仿真结果表明该方法在三维空间能找到最优的路径,且避开障碍物到达目标点。 相似文献
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分析了人工势场模型存在的两个问题:目标不可到达问题和由于局部最优解的存在而产生的死锁问题。在人工势场路径规划的基础上,提出了基于免疫算法和人工势场法的最优路径规划方法。通过仿真算例验证了该模型的有效性。 相似文献
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机器人路径规划问题是机器人学的一个重要研究领域，主要研究机器人依据某个或某些优化原则，在其工作空间中找到一条从起始点到目标点的能避开障碍物的最优路径。国内外学者对此作过大量的研究，主要采用的方法有局部的人工势场法(Artificial Potential Field)和遗传算法(cene 相似文献
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红外导航自主充电室内移动机器人设计 总被引：2，自引：0，他引：2
提出了一种实用且有效的解决室内移动机器人路径规划及自主充电的方法,设计了一款自主充电的室内移动机器人.移动机器人在目标位置未知且感知不到红外线时,通过激光测距感知外部环境,将多分辨率时变势场法和传统的模糊控制结合起来实时调整机器人的移动方向,实现避障和路径规划,不需要记忆先验信息,让机器人快速离开局部环境,找到外界的红外信号,由红外进行导航,跟踪红外线,实现准确定位于充电座上.多分辨率时变势场法和模糊控制的应用有效解决了机器人漫游过程和红外跟踪过程的过渡及红外跟踪过程中的振荡问题. 相似文献
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ZHUANG Hui-zhong DU Shu-xin WU Tie-jun 《浙江大学学报(A卷英文版)》2006,7(4):516-524
INTRODUCTION Path planning of mobile robots is one of the key issues in robotics research on the problem of a robot finding a collision-free path from beginning to goal in the presence of obstacles. Depending on the envi- ronment surrounding the robot, it can be classified as follows: (1) Path planning for static obstacles in com- pletely known environment; (2) Path planning for static obstacles in un- known or partially known environment; (3) Path planning for dynamic obstacles in com- p… 相似文献
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移动机器人在工业生产和社会生活中逐步得到应用。路径规划是移动机器人完成其任务的前提和基础,也是机器人导航的核心技术。针对移动机器人在现有局部路径规划中无法自适应复杂环境、规划路径不合理等问题,提出基于权值自适应的局部路径规划方法。利用传感器信息自动获取合理的目标函数权值,实现具有较高实时性、安全性和鲁棒性的局部路径规划。实验结果表明,改进的动态窗口法能有效自适应复杂环境,规划的路径安全、合理、平滑,算法效率明显提升,计算量和迭代次数明显减少,总运行时间缩短20%以上。 相似文献
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基于模糊逻辑的移动机器人智能控制器设计（英文） 总被引：3，自引：0，他引：3
为了提高移动机器人在未知环境下的自主性,设计了一种基于模糊逻辑的智能控制器.该控制器可以辅助装备多传感器的机器人在室内未知环境下安全地进行自主导航.首先,基于模糊逻辑设计了2种实现移动机器人智能导航的行为：路径追踪行为和避障行为.使用模糊逻辑的方法可以通过模仿人类驾驶经验,降低移动机器人在未知环境下实现自主导航的复杂性.然后,利用有限状态机对2种行为进行融合,以确保在未知的室内环境下机器人能够安全地追踪一条事先指定的路径.控制器的输入为机器人的传感器数据,输出为要求机器人运动的方向.最后,仿真和实验结果证实了该控制器的有效性. 相似文献
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移动机器人路径规划是目前实验教学中学生最为感兴趣的创新实验项目之一。为在程序运行的不同阶段让蚁群算法和人工势场法发挥各自优势,利用人工势场法对蚁群算法进行了改进,引入势场启发因子,使改进后算法能够较为快速地规划出一条较优的全局路径,并在实验室环境下对改进算法进行了仿真分析与验证。该实验项目有效地训炼了学生的编程能力和培养了创新思维。 相似文献
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提出了一种矩形分解的环境建模方法．该方法模型用环境分解出的节点及节点之间的连接关系网络来表示．环境建模首先将环境分解为正方形区域,区域中心点代表该区域位置．在邻近区域有障碍物情况下,扩大正方形边长形成矩形区域,有利于提高局部遍历效率．在这种环境建模思想下,提出了一种包含局部和全局2层结构路径规划下的机器人遍历方法．在全局路径规划中子区域之间的探索采用了基于知识规则的方法,定义了决定局部子区域向周围区域移动的一维优先权数组,该数组综合表征了本区域与相邻区域的遍历情况、连通关系和用户定义优先权级别．局部子区域根据环境形状采用模版匹配法实现遍历．仿真实验结果说明,该方法简单、高效,并适合解决复杂二维环境遍历问题． 相似文献
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清扫机器人进行全遍历路径规划要求机器人能够遍历环境中所有的可清扫区域,因此提出一种基于蚁群系统算法的地图全遍历路径规划算法。使用搭载单线激光雷达传感器的机器人进行环境建图,对每个栅格赋予不同概率值反映环境状态信息;采用 Boustrophedon 细胞分解方法将栅格地图划分为若干相邻子模块,并让机器人从起始点开始遍历所有子模块后再回到起始位姿。为了提高各子模块之间的衔接效率,引入蚁群系统算法实现机器人在到达每个子模块的起始位姿后,对每个子模块进行高效的区域全覆盖。实验结果表明,该算法相比传统生成树算法,清扫覆盖率达到了 96%,清扫效率提高了两倍。 相似文献
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INTRODUCTIONAutonomousnavigationisoneofthemostimportanttopicsinthemobilerobotareaandcanbecategorizedintotwoparts:reactivenavigation(Haddadetal.,1998)andpathplanning.Thefirstoneislocalpathplanningbasedandthesecondoneplansapathintheglobalworkspace .Localpat… 相似文献