动态环境下移动机器人的高效路径规划

来源 :北京交通大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lygwzs
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
路径规划是移动机器人领域的关键问题之一,主要涉及移动机器人在工作空间中,从当前位置运动到目标位置的可行路径搜索。路径规划问题针对的环境可以是静态的,也可以是动态的。当环境中存在动态障碍物时,路径规划算法不仅要找到最优路径,而且要保持对最优路径的跟踪,以足够高的频率实时更新其路径,以保持对周围事件的响应。本文通过对已有的D*lite规划方法的分析,对该方法中的一些不足提出了相应的改进和优化。具体包括:1)对现有的规划方法进行了分析和比较。在工程中,有两种不同的解决问题的方法:数学方法或启发式方法。在数学方法中,它更关心的是解,而不是计算对算法是可行的。在启发式方法中,算法必须使用问题区域的特殊知识。启发式方法可以从开始到结束使用多种不同的方法来解决问题。当一个或多个障碍物相交时,计算过程将很复杂。研究人员一直在寻找不同的、更有效的方法来解决路径规划问题。许多方法和算法被应用于解决路径规划问题,如D*Lite算法、路线图(Voronoi图和可见性图)、A*算法、模糊逻辑、粒子群优化算法、PBIL算法、蚁群算法、模拟退火、势场等。在不同的环境下,每种方法都有其优缺点。2)对D*Lite路径规划的分析与改进。D*Lite算法是Koenig的终身规划A*(LPA*)的一个改编,它是A*搜索(包括增量搜索)的派生。增量搜索方法重用先前搜索的信息,以更快地找到类似问题的解决方案,而不是从头开始解决每个搜索任务。从已有的研究和回顾来看,D*Lite算法的缺点是,以二进制最小堆为数据结构,基于Chebyshev距离的启发式函数问题和四维边缘代价结构,在删除特定项时具有O(Nx*Ny)的复杂度。通过对D*Lite算法的分析,我们提出了一些改进措施:(Ⅰ)降低优先级队列的复杂度;(Ⅱ)改进启发式函数;以及(Ⅲ)创建三维边缘代价结构。3)从以下几个方面对改进的D*Lite算法的性能进行了仿真和评估:(Ⅰ)避障能力;(Ⅱ)寻找目标到环境中起始位置的最短路径;(Ⅲ)记住路径;(Ⅳ)当有新的障碍物阻挡时,重新规划到目标位置的能力路径。(Ⅴ)将不必要的路径移到最短路径。实验结果表明,改进后的D*Lite是有效的。
其他文献
近年来,我国快递市场日益扩大,快递员数量已超过300万,每日快件配送量超过了1亿件,飞速增长的市场给物流平台带来了巨大挑战。快件送达时间的预测(即在任意时间点上,预测某个快递员的所有未派送快件的送达时间)是物流平台的一项至关重要的任务。准确预测快件送达时间,一方面可以为用户提供更加准时的服务,提升用户体验,另一方面可以协助快递公司进行区域划分和人员调度,以及帮助快递员进行路径规划,提高派送效率。得
在经济迅速增长和文化繁荣发展的带领下,传媒业也出现了欣欣向荣的发展趋势,传媒行业的健康发展与创新在社会发展中具有重要的作用及地位。但在传媒文化繁荣发展的同时存在一些问题,如最常见的标题党现象。标题党是当前互联网背景下典型的新闻传播乱象,在消费主义、经济主义以及自媒体的利益驱动之下,标题党现象迅速发展。新闻撰写者通过哗众取宠、极具噱头的新闻标题来吸引读者的注意,而这种极具夸张的标题脱离了新闻原本的内
从1978年国内理论界提出了住房商品化、土地产权等观点,到1998年住房实物分配制度的取消和按揭政策的实施后房地产投资进入快速发展时期,再到“房住不炒”的商品房居住属性回归下的平稳阶段,我国的商品住宅开发已走过了40年的历史。随着可持续发展基本国策下的节能减排趋势,中央提出了“用10年左右的时间,装配式建筑占新建建筑面积比例达到30%”的目标,这将在人类建筑史上,特别是装配式建筑史上一次史无前例的
随着工业化进程的加快,全球气候的变暖与环境问题的频发,各国倡导降低能源消耗、减少碳排放。物流配送业也是碳排放的主要来源之一,企业在安排货物配送过程中也要考虑环境方面的因素,从车辆调度路径规划方面考虑碳排放的因素。另外随着城市规模的扩大,城市道路的交通拥堵等状况的频发,以及城市的环保要求下,各个城市对载货车辆的配送都出台了许多管控措施,如限号、限时、限区域配送等。企业要在城市各种限行政策下满足各种客
近年来随着社交网络OSN(Online Social Network)的不断兴起,微博平台也日渐成熟。随着大量用户的涌入,恶意营销用户也随之而来。恶意用户将商品信息在社交网络中大肆传播,诱导用户购买以从中获利。其行为严重污染微博社交环境,影响用户体验。如何从用户量巨大的微博平台中识别出恶意营销用户,一直是恶意用户识别领域需要精细化处理的问题。目前该领域的研究中大多采用集成学习算法。使用人工选取的特
随着国际贸易的发展与信息爆炸时代的到来,表单由于其简单直观的特点,在交通物流领域得到了广泛的应用,同时在金融和医疗等领域也变得越来越不可或缺,如物流表单、收据和简历等。随着各行各业的智能化与数字化改革,迫切需要实现多类型表单的自动化抽取,将表单中的信息保存成结构化数据便于留存与检索。以交通物流表单为例,在实际应用中,国际物流表单大多样式复杂且种类繁多,而目前投入应用的表单关键信息抽取算法通常只针对
本文结合太原市轨道交通2号线PPP项目实例研究运营组织优化的策略,研究以太原公共交通控股(集团)有限公司(以下简称:公交公司)和太原中铁轨道交通建设运营有限公司(以下简称:轨交公司)在太原地铁2号线开通后运营组织优化的实际博弈场景为依托,根据场景中轨道交通与常规公交的竞争和合作关系构建了运营优化博弈模型,利用实际运营数据演算模型参数,求解了在实际博弈场景下的Nash均衡解,验证了模型的合理性;利用
随着教育信息化的不断发展,许多学校和教育企业为了更好地管理学生和教师信息,开始使用数字化的教育信息管理系统。然而针对小学生的学生手册,仍以纸质表格的存储形式为主,若将其人工录入至系统中,则需要耗费大量的时间和人力。为了减少时间成本和人力成本,本文设计并实现了一个基于深度学习的学生手册识别系统,实现了学生手册信息的自动录入。本文的学生手册识别系统设计与实现以特定的学生手册为目标。常见的表格定位算法和
目标跟踪是计算机视觉领域的重要研究方向,因其涉及到目标尺度变化,快速运动,背景干扰等实际因素的影响及其任务的特殊性,目标跟踪成为了计算机视觉领域最具挑战性的任务之一。因此,如何借助深度学习设计一个更加精准的跟踪模型成为了当前目标跟踪任务的研究热点。近年来随着深度学习的不断发展,以及深度神经网络所具有的独特优势,为解决目标跟踪任务中遇到的难点问题提供了坚实的基础。本文对目标跟踪任务中遇到的问题进行了
近年来,多智能体系统(MAS)的一致性控制问题受到了工程学、社会科学、数学、物理学等方面学者的广泛关注。相比于单系统而言,多智能体系统由于其智能体间的相互协作,可以被用来解决很多单个的智能体难以完成的任务,更具有实用性。而脉冲控制作为一种特殊的非连续控制手段,具有效率高、维护费用低、可靠性高、鲁棒性好、方便易操作的特点。已经在肿瘤治疗、保密通信技术、生物种群控制、自动驾驶设计、电力系统调节等方面得