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改进BI-RRT*的黄鳝投喂机械臂路径规划算法 认领 引用
1
作者 马梦贤 徐震 +2 位作者 袁泉 周文宗 张春燕 《智慧农业（中英文）》 CSCD 2026年第2期251-264,共14页
[目的/意义]针对工厂化立体式黄鳝养殖饵料投喂机械臂在受限空间内路径规划速度慢、轨迹冗余度大、避障成功率低等问题,提出一种基于改进BI-RRT*(Bidirectional Rapidly-Exploring Random Tree Star)的受限空间路径规划算法。[方法]... [目的/意义]针对工厂化立体式黄鳝养殖饵料投喂机械臂在受限空间内路径规划速度慢、轨迹冗余度大、避障成功率低等问题,提出一种基于改进BI-RRT*(Bidirectional Rapidly-Exploring Random Tree Star)的受限空间路径规划算法。[方法]在BI-RRT*算法双向扩展策略基础上,引入目标偏置策略,减少随机采样点。同时结合改进的人工势场法,融入目标点和随机点引力概念,通过自适应调节引力系数引导路径向目标节点扩展,有效避免算法陷入局部最优;最后通过渐进优化策略得到最佳轨迹。[结果和讨论]在Matlab平台上,对RRT*算法、APF-RRT*(Artificial Potential Fields Rapidly-Exploring Random Tree Star)算法、BI-RRT*算法及改进BI-RRT*算法进行了仿真分析,研究其在二维和三维空间下简单、受限,以及复杂环境中的表现。仿真数据显示,在不同环境运行中,改进BI-RRT*算法均展现出显著的性能优势。基于黄鳝养殖投喂场景,搭建机械臂机器人操作系统仿真环境并进行受限空间下投喂试验。结果表明,与BI-RRT*算法相比,改进BI-RRT*算法平均运行时间减少41.6%,平均路径长度降低2.3%,平均节点数减少37.9%,以及投喂成功率提高6%。[结论]试验验证改进BIRRT*算法在投喂任务中展现出更优性能,为工厂化立体式黄鳝养殖高效投饵工作提供了参考。 展开更多
关键词 投喂机械臂 路径规划 改进BI-RRT*算法 目标偏置策略 改进人工势场法
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基于改进APF-Bi-RRT* 算法的移动机器人路径规划研究 认领 引用
2
作者 韦伟 陈宇 齐文 《南京信息工程大学学报》 CAS 北大核心 2026年第3期362-371,共10页
针对移动机器人路径规划中的双向快速拓展随机树(Bi-RRT*)算法存在采样点冗余、路径规划质量不高和路径曲折的问题,本文提出一种改进的APF-Bi-RRT*算法。首先,在Bi-RRT*的基础上引入动态目标偏置函数,减少采样点,提高路径规划... 针对移动机器人路径规划中的双向快速拓展随机树(Bi-RRT*)算法存在采样点冗余、路径规划质量不高和路径曲折的问题,本文提出一种改进的APF-Bi-RRT*算法。首先,在Bi-RRT*的基础上引入动态目标偏置函数,减少采样点,提高路径规划的效率;其次,在人工势场方面引入动态斥力系数,实时调节斥力大小,提高路径规划质量;最后,对剪枝算法进行改进,通过引入安全距离检测策略,结合三次B样条曲线,改善路径曲折的问题。将算法应用于多种环境进行仿真实验,结果表明,相较于APF-Bi-RRT*、Bi-RRT*和RRT*算法,规划效率分别提升16.46%、22.52%和62.68%,改进后的算法在耗时、采样点上大幅减少,路径长度更短、平滑度更高。 展开更多
关键词 路径规划 Bi-RRT*算法 人工势场 剪枝算法 三次B样条
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基于改进Bi-RRT算法的梨果采摘机械臂路径规划 认领 引用
3
作者 胡志强 张志安 《机械与电子》 2026年第5期64-70,共7页
针对梨果采摘机械臂在复杂果园环境中路径规划效率低、路径质量差的问题,提出一种基于改进双向快速扩展随机树(Bi-RRT)算法的路径规划方法。引入目标导向策略,引入高斯采样概率性引导采样点朝向目标方向,使其更快地收敛到最优值。扩展... 针对梨果采摘机械臂在复杂果园环境中路径规划效率低、路径质量差的问题,提出一种基于改进双向快速扩展随机树(Bi-RRT)算法的路径规划方法。引入目标导向策略,引入高斯采样概率性引导采样点朝向目标方向,使其更快地收敛到最优值。扩展节点时,设计一种近障碍物探索策略,通过环境感知将斥力场融入自适应步长策略中,有效降低碰撞风险。算法主要框架采用多阶段贪婪策略,基于最短路径代价原则应用至扩展方向、局部路径优化和全局解3个方面。最后对初始路径进行三次B样条曲线平滑处理。在复杂规划场景下分别与传统RRT*、RRT-Connect进行MATLAB仿真对比,仿真结果表明,改进后的算法有效减少了路径规划的时间,缩短了路径长度,具有良好的可行性和有效性。最后通过ROS导入改进的Bi-RRT算法,进行抓取采摘实验,进一步验证算法的有效性和高效性。 展开更多
关键词 采摘机械臂 Bi-RRT算法 路径规划
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基于改进Bi-RRT算法的双臂空间机器人关节角驱动力矩控制 认领 引用
4
作者 孙列 《计算机测量与控制》 2026年第6期97-103,173,共7页
空间机器人双臂运动涉及非线性动力学效应,关节力矩作用点随机械臂构型动态变化,难以建立关节力矩输入与末端轨迹跟踪的显式解析关系;这种非线性动力学耦合特性使关节力矩与轨迹规划之间的协同优化变得复杂,增加了角偏航的风险,导致双... 空间机器人双臂运动涉及非线性动力学效应,关节力矩作用点随机械臂构型动态变化,难以建立关节力矩输入与末端轨迹跟踪的显式解析关系;这种非线性动力学耦合特性使关节力矩与轨迹规划之间的协同优化变得复杂,增加了角偏航的风险,导致双臂关节角驱动力矩控制难度较大;为了解决该问题,提出了基于改进Bi-RRT算法的关节角驱动力矩控制策略;使用改进后的A*算法代价估计函数,优先搜索代价最小路径,提升找到最优或近似最优关节采样点的速率;根据双臂空间机器人关节角驱动转向函数,实现力矩控制轨迹自适应搜索;在全局偏航分数、最短距离计算路径代价得分约束下,计算当前关节配置与全局期望轨迹的关节角偏航角,量化偏航程度并转化为全局偏航分数,准确评估轨迹方向的变化幅度,从而避免偏离全局期望路径;结合PI控制器,设计关节角驱动力矩控制结构,避免出现双臂摆动快速响应任务需求而过度响应的问题,增强控制结构稳定性;由实验结果可知,该方法左、右臂驱动力矩变化范围分别为-4~50 N·cm和-26~8 N·cm,与实验指标一致,说明使用该方法能够抵抗多种复杂干扰影响,双臂在三维空间坐标系的运动轨迹与实验指标一致。 展开更多
关键词 改进Bi-RRT算法 双臂空间机器人 关节角 驱动力矩控制 A*算法
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基于双向区域RRT*的陪护机器人自主路径规划 认领 引用
5
作者 刘树博 张志远 +3 位作者 李智 杨文龙 刘国权 罗先喜 《计算机工程与应用》 EI CSCD 北大核心 2026年第2期347-358,共12页
为进一步提高路径规划算法的自主性及实用性,利用陪护机器人非质点模型,提出了基于双向区域RRT*(bidirectional regional RRT*,BR-RRT*)的自主路径规划(autonomous path planning,APP)算法。针对机器人平面中心(robot plane center,RPC... 为进一步提高路径规划算法的自主性及实用性,利用陪护机器人非质点模型,提出了基于双向区域RRT*(bidirectional regional RRT*,BR-RRT*)的自主路径规划(autonomous path planning,APP)算法。针对机器人平面中心(robot plane center,RPC)提出一种包括精英驻停点选择、高效搜索和路径优化的BR-RRT*自主高性能搜索(autonomous high-performance search,AHS)算法,实现对各RPC精英驻停点的路径规划;基于所得RPC精简平滑规划点集,提出最优行进区域获取(optimal travel area acquisition,OTAA)策略,为机器人提供最佳的行进区域。仿真结果表明,在指定机器人起始点和驻停点的前提下,所提BR-RRT*搜索算法在规划路径长度、迭代次数、规划时间和路径平滑度等方面均优于已报道算法;此外,在不同仿真环境及初始位置条件下,基于BR-RRT*的APP算法都能够自主选择合理的驻停点,实现机器人RPC规划路径优化并完成行进区域输出,体现出了较强鲁棒性。 展开更多
关键词 陪护机器人 非质点模型 自主路径规划(APP) BR-RRT*算法 双向目标
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基于改进Bi-RRT算法嵌入的贪心算法的邮轮推舱序列规划 认领 引用
6
作者 尹旭悦 颜若尘 +2 位作者 张磊 骆晓萌 韦乃琨 《造船技术》 2025年第5期67-72,共6页
针对邮轮推舱序列自动规划问题,采用投影法建立推舱路径规划模型,并提出一种基于改进双向快速搜索随机树(Bidirectional Rapidly-Exploring Random Tree,Bi-RRT)算法嵌入的贪心算法进行邮轮推舱序列规划的方法。以大型邮轮H1508船甲板... 针对邮轮推舱序列自动规划问题,采用投影法建立推舱路径规划模型,并提出一种基于改进双向快速搜索随机树(Bidirectional Rapidly-Exploring Random Tree,Bi-RRT)算法嵌入的贪心算法进行邮轮推舱序列规划的方法。以大型邮轮H1508船甲板中段区域为例,在Unity3D软件中对预制模块化舱室单元(Pre-fabricated Modular Cabin Unit,PMCU)的推舱序列规划进行仿真试验。试验结果表明,该方法可兼顾避障验证与序列规划,比传统蛇形推舱序列规划具有更高的效率。 展开更多
关键词 邮轮 推舱 序列规划 贪心算法 改进双向快速搜索随机树算法 预制模块化舱室单元
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改进型Bi-RRT*算法的水面无人艇路径规划 认领 引用
7
作者 师颖慧 张冰 赵强 《软件导刊》 2025年第10期134-140,共7页
水面无人艇(USV)在进行路径规划时存在算法收敛速度慢、规划出的路径过于曲折的问题,无法满足其在路径规划时对于实时性、路径平滑性与可行性的要求。为此,在双向快速扩展随机树(Bi-RRT*)算法基础上,设计一种加入目标偏置策略并且引... 水面无人艇(USV)在进行路径规划时存在算法收敛速度慢、规划出的路径过于曲折的问题,无法满足其在路径规划时对于实时性、路径平滑性与可行性的要求。为此,在双向快速扩展随机树(Bi-RRT*)算法基础上,设计一种加入目标偏置策略并且引入智能样本插入的算法(PIB-RRT*)。用目标偏置策略代替RRT*中的四周均匀采样策略,从而提高算法的收敛速度;选择新节点时引入智能样本插入,使算法快速收敛到最优解;在节点生成后引入转向角约束,避免出现大角度转向,从而使规划出的路径对于无人艇更具有可行性。分别设计简单、复杂和特殊3种环境下的路径规划实验方案,对比PIB-RRT*算法、Bi-RRT*算法、RRT*算法在规划时间和路径长度两个指标下的规划效果。实验结果证明,PIB-RRT*算法在满足USV转角约束的同时能够大幅提高收敛速度,算法收敛速度为原来的1/10,路径长度减少了约10%,路径的平滑度也更高。 展开更多
关键词 无人艇 路径规划 Bi-RRT*算法 PIB-RRT*算法 转向角约束
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基于双向RRT*算法的苹果采摘机械臂路径规划 认领 引用
8
作者 李海东 姜宏 +2 位作者 章翔峰 郭豪 陈洋 《农机化研究》 北大核心 2026年第11期109-117,共9页
针对RRT*算法在路径规划中存在扩展方向随机性大、收敛速度慢、路径不够平滑等问题,提出了一种基于双向RRT*(Bi-RRT*)算法的苹果采摘机械臂路径规划方法。首先,利用两棵树中节点坐标信息构建一种向量引导的自适应扩展策略,降... 针对RRT*算法在路径规划中存在扩展方向随机性大、收敛速度慢、路径不够平滑等问题,提出了一种基于双向RRT*(Bi-RRT*)算法的苹果采摘机械臂路径规划方法。首先,利用两棵树中节点坐标信息构建一种向量引导的自适应扩展策略,降低节点扩展过程中的随机性,提升搜索效率;其次,引入动态步长机制与双向启发式直连策略,减少路径中冗余节点的数量,加快路径收敛速度;然后,对生成的初始路径进行双向插分步进剪枝与B样条平滑优化,改善路径的长度和平滑性,提高最终生成路径的整体质量;最后,在MATLAB中分别与标准的RRT*算法、Bia-RRT*算法和Bi-RRT*算法在3种不同的环境下进行算法仿真分析,实验结果表明,在3种环境下,改进双向RRT*算法相比对比算法不仅减少了路径长度和平均迭代次数,还缩短了规划时间,提高了路径的平滑度;此外,通过机械臂实验仿真和苹果采摘真实环境模拟实验,进一步验证了该改进算法在苹果采摘过程中的实用性和稳定性。 展开更多
关键词 苹果 采摘机械臂 路径规划 Bi-RRT*算法
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基于改进BI-RRT算法的仿生机器鱼路径规划研究 认领 引用
9
作者 卢府成 郭铁铮 《农业装备与车辆工程》 2025年第6期82-87,共6页
针对传统BI-RRT算法在仿生机器鱼路径规划中存在的路径冗余、收敛效率低及狭窄环境适应性差等问题,提出一种三阶段改进策略。首先,通过动态调整目标偏向概率与自适应步长,结合碰撞历史反馈减少无效节点,提升搜索效率;其次,采用贪心剪枝... 针对传统BI-RRT算法在仿生机器鱼路径规划中存在的路径冗余、收敛效率低及狭窄环境适应性差等问题,提出一种三阶段改进策略。首先,通过动态调整目标偏向概率与自适应步长,结合碰撞历史反馈减少无效节点,提升搜索效率;其次,采用贪心剪枝技术剔除冗余节点,缩短路径长度;最后,引入3次B样条插值与势场引导平滑法,优化路径连续性并避免障碍物穿透。仿真实验表明:在普通地图环境下,相较于传统RRT算法,改进算法的路径长度缩短26.6%,规划耗时减少88.9%,节点数仅为RRT算法的23.7%;对比BI-RRT算法,路径长度缩短26.5%,规划耗时降低59.7%,节点数减少47.5%,且在该地图测试中成功率始终保持100%。该算法提升了路径质量与实时性,为复杂水下环境中的仿生机器人运动规划提供了参考。 展开更多
关键词 仿生机器鱼 路径优化 改进BI-RRT算法
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基于改进Bi-RRT的无人水面艇自动避碰算法 认领 引用 被引量：22
10
作者 欧阳子路 王鸿东 +1 位作者 王检耀 易宏 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2019年第6期8-14,共7页
[目的]提出一种实现无人水面艇(USV)在高速航行时自动规避障碍物的方法。[方法]将双向搜索树(B i-RRT)算法与速度障碍法相结合,得到基于改进Bi-RRT的无人水面艇自动避碰算法。针对Bi-RRT算法扩展操作中父节点延伸方向位于锥形碰撞区内... [目的]提出一种实现无人水面艇(USV)在高速航行时自动规避障碍物的方法。[方法]将双向搜索树(B i-RRT)算法与速度障碍法相结合,得到基于改进Bi-RRT的无人水面艇自动避碰算法。针对Bi-RRT算法扩展操作中父节点延伸方向位于锥形碰撞区内的情况,提出避碰危险度系数与障碍物排斥向量,使父节点延伸方向有远离障碍物中心的趋势。同时,针对算法实时性问题,提出两棵搜索树并行延伸扩展的方式,以及当父节点延伸方向位于锥形碰撞区外时触发的目标吸引向量,以加速算法收敛。[结果]结果显示,采用上述改进方法设计的算法搜索树延伸失败次数降低,规划的避碰路径短且更加平滑。[结论]该改进Bi-RRT算法实时性强、路径规划质量高,对实际工程应用有重要意义。 展开更多
关键词 无人水面艇 自主避障 双向搜索树算法 速度障碍法
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基于改进Bi-RRT算法的机器鱼路径规划方法 认领 引用 被引量：4
11
作者 黄健堃 薛钢 +3 位作者 刘延俊 王雨 李厚池 白发刚 《山东大学学报（工学版）》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期74-82,共9页
为提高机器鱼的水下路径规划效率,更好地完成水下工作,提出一种基于改进双向快速搜索随机树(bidirectional rapidly-exploring random trees,Bi-RRT)算法的机器鱼路径规划方法。以研制的混合驱动机器鱼为研究对象,介绍其结构模型和运动... 为提高机器鱼的水下路径规划效率,更好地完成水下工作,提出一种基于改进双向快速搜索随机树(bidirectional rapidly-exploring random trees,Bi-RRT)算法的机器鱼路径规划方法。以研制的混合驱动机器鱼为研究对象,介绍其结构模型和运动控制模式,为后续试验验证提供物理样机。针对Bi-RRT算法存在的采样随机、路径冗余、效率不高等问题,融合生长引导机制和连接强化机制改进Bi-RRT算法,加入生长引导机制,改善随机树生长随机、两树连接慢的问题;加入连接强化机制提高算法搜索速度。对搜索路径进行优化处理,通过剔除冗余节点、插入优化节点,改善路径质量,对路径进行平滑处理,使路径更适合机器鱼航行,实现机器鱼路径规划任务。仿真结果表明,与传统Bi-RRT算法及其他衍生快速搜索随机树(rapidly-exploring random tree,RRT)算法相比,改进的Bi-RRT算法相较于改进前节点数减少约50.8%,路径长度缩短约19%,搜索时间减少约65.3%。 展开更多
关键词 机器鱼 Bi-RRT算法 路径规划 节点简化 路径平滑
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基于改进Bi-RRT与动态窗口法的机器人动态路径规划 认领 引用 被引量：7
12
作者 刘越 王天笑 +1 位作者 柴秋月 刘芳 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2024年第5期77-83,共7页
针对应用双向快速扩展随机树(Bi-RRT)算法进行复杂环境路径规划时,存在采样效率低、冗余节点以及无法实时避障等问题提出一种将改进Bi-RRT与改进动态窗口法(DWA)融合的算法。算法采用双向自适应扩展策略,加快收敛速度以及提高采样效率... 针对应用双向快速扩展随机树(Bi-RRT)算法进行复杂环境路径规划时,存在采样效率低、冗余节点以及无法实时避障等问题提出一种将改进Bi-RRT与改进动态窗口法(DWA)融合的算法。算法采用双向自适应扩展策略,加快收敛速度以及提高采样效率。引入基于A-算法的节点最优选择及路径优化策略,提高目标导向性和缩短路径长度。改进DWA算法中的评价函数,把全局偏航角与全局路径距离加入评估函数,对轨迹方向的评价更加多样化,实现机器人高效动态避障。融合改进Bi-RRT与改进DWA算法,在Matlab与ROS平台进行实验仿真,结果表明,所提融合算法规划路径短、效率高且能有效避开未知障碍物。 展开更多
关键词 Bi-RRT算法 DWA算法 融合算法 自适应扩展 动态避障
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基于Bi-RRT和TEB算法的风电水域多目标点路径规划 认领 引用 被引量：6
13
作者 陈慧敏 窦培林 +1 位作者 程晨 王震 《船海工程》 北大核心 2024年第4期130-136,共7页
针对运维船舶需要依次抵达多个待运维机组处开展风机维护工作,提出一种在风电水域进行多目标点自主路径规划的方法。采用改进Bi-RRT算法进行全局路径规划,TEB算法用于局部路径规划,融合两种算法完成多目标点自主路径规划。引入基于均匀... 针对运维船舶需要依次抵达多个待运维机组处开展风机维护工作,提出一种在风电水域进行多目标点自主路径规划的方法。采用改进Bi-RRT算法进行全局路径规划,TEB算法用于局部路径规划,融合两种算法完成多目标点自主路径规划。引入基于均匀概率的分配机制对Bi-RRT进行改进以减少冗余搜索空间;采用对立扩展树新节点导向策略以增强采样过程中的导向性;通过路径平滑处理,进一步优化路径。利用改进后算法进行仿真实验,与改进前算法进行对比得到:改进后算法迭代次数减少50.4%,求解时间减少11.7%,路径长度缩短30.5%。另外,在ROS仿真平台中搭建合理的仿真环境,结果表明,在同样的地图环境中,改进的Bi-RRT与TEB融合算法较A*算法得到路径更为优越可靠,同时,设定多任务点验证了所提算法进行多目标点路径规划的有效性和可行性。 展开更多
关键词 海上风电运维 改进Bi-RRT算法 TEB算法 多目标点 路径规划
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非均匀步长的同步Bi-RRT-DWA算法 认领 引用
14
作者 陈万通 杨千千 任诗雨 《国外电子测量技术》 北大核心 2023年第5期7-12,共6页
为解决传统快速搜索随机树(RRT)算法在航迹规划中搜索效率较低、转折点过多且规划的路径未考虑无人机的动力学约束等问题,提出一种非均匀步长的同步Bi-RRT-DWA算法。该算法在传统RRT算法基础上设计了一种非均匀步长的同步双向扩展策略,... 为解决传统快速搜索随机树(RRT)算法在航迹规划中搜索效率较低、转折点过多且规划的路径未考虑无人机的动力学约束等问题,提出一种非均匀步长的同步Bi-RRT-DWA算法。该算法在传统RRT算法基础上设计了一种非均匀步长的同步双向扩展策略,减少算法无效扩展;设计剪枝优化方法,减少无效转折点;优化动态窗口法中的评价函数,提高安全性和平滑度。最后,通过仿真实验将非均匀步长的同步Bi-RRT-DWA算法与RRT算法进行对比,在同一工作环境不同起终点条件下,搜索路径长度减少了23.3%,搜索路径转折点个数减少了77.4%,验证了算法在规划效率、安全性和路径平滑性等方面有很大提升。 展开更多
关键词 航迹规划 同步Bi-RRT-DWA算法 非均匀步长 剪枝优化
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改进Bi-RRT*算法的自动泊车路径规划 认领 引用 被引量：15
15
作者 姚智龙 张小俊 王金刚 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2024年第6期1063-1071,共9页
针对双向快速搜索随机树算法(Bi-RRT*)生成的泊车路径不满足车辆运动学约束、路径曲折和收敛速度慢等问题,提出了一种改进Bi-RRT*算法。基于车辆碰撞检测模型,对障碍物进行膨胀处理,确保为车辆留出安全的泊车距离;采用Reeds-Shepp(RS)... 针对双向快速搜索随机树算法(Bi-RRT*)生成的泊车路径不满足车辆运动学约束、路径曲折和收敛速度慢等问题,提出了一种改进Bi-RRT*算法。基于车辆碰撞检测模型,对障碍物进行膨胀处理,确保为车辆留出安全的泊车距离;采用Reeds-Shepp(RS)曲线对节点进行扩展,使路径连接满足车辆运动学约束;为了提高算法的搜索效率和采样成功率,引入了避障和径向约束采样策略;对路径节点进行均匀插值,利用基于起点的RRT*树对冗余路径进行剔除,实现路径平滑优化。仿真结果表明,与原始Bi-RRT*算法相比,改进后的Bi-RRT*算法规划出的路径不仅满足避障要求和运动学约束,而且规划时间和路径质量更具有优越性。 展开更多
关键词 自动泊车 路径规划 改进Bi-RRT~*算法 Reeds-Shepp曲线 约束采样
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基于人工势场法引导的Bi-RRT的水面无人艇路径规划算法 认领 引用 被引量：12
16
作者 张一帆 史国友 徐家晨 《上海海事大学学报》 北大核心 2022年第4期16-22,共7页
为使水面无人艇(unmanned surface vehicle,USV)规划出实时性强、避障精准性高、平滑度优、航程短的路径,在双向快速扩展随机树(bidirectional rapidly-exploring random trees,Bi-RRT)算法的基础上,设计一种人工势场法(artificial pote... 为使水面无人艇(unmanned surface vehicle,USV)规划出实时性强、避障精准性高、平滑度优、航程短的路径,在双向快速扩展随机树(bidirectional rapidly-exploring random trees,Bi-RRT)算法的基础上,设计一种人工势场法(artificial potential field,APF)引导的Bi-RRT算法(简写为APF-Bi-RRT算法)。改进随机点采样机制,并在新节点生成时引入改进的势场函数,提高路径生成效率;考虑USV的操纵性能要求,在节点生成后引入转向角约束,避免出现大角度转向。分别设计简单、复杂和特殊3种环境下的路径规划实验方案,对比APF-Bi-RRT算法、Bi-RRT算法、APF和A*算法在规划时间、路径长度、最大转向角、节点数量等4个指标下的规划效果。实验结果证明:APF-Bi-RRT算法在提高搜索效率的同时能极大地减少路径长度和节点数量,提高路径平滑度;优化后的路径更适用于USV的跟踪控制,满足海上实际航行需求。 展开更多
关键词 水面无人艇(USV) 双向快速扩展随机树(Bi-RRT)算法 人工势场法(APF) 路径规划 转向角约束
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融合改进Bi-RRT和DWA算法的无人机动态路径规划 认领 引用 被引量：6
17
作者 罗毅 陈新洲 《电光与控制》 CSCD 北大核心 2024年第5期77-82,共6页
为解决无人机在复杂环境中的避障问题,提出一种融合改进Bi-RRT和DWA的无人机动态路径规划算法。通过设置启发式函数、动态步长和安全距离改进Bi-RRT算法,提升全局路径的搜索效率和安全性;之后,修剪路径中的冗余路段并对修剪后的路径进... 为解决无人机在复杂环境中的避障问题,提出一种融合改进Bi-RRT和DWA的无人机动态路径规划算法。通过设置启发式函数、动态步长和安全距离改进Bi-RRT算法,提升全局路径的搜索效率和安全性;之后,修剪路径中的冗余路段并对修剪后的路径进行插值与平滑操作获得全局最优路径;对DWA修正障碍物距离评价函数并引入目标点距离评价函数,提升局部预测轨迹评分的准确性;然后,实时输出速度指令控制无人机跟踪全局最优路径并实现局部动态避障。仿真实验表明,改进Bi-RRT算法生成的路径更短更平滑、安全性更高且规划时间更少;在同时存在动、静态障碍物的复杂环境中,所提融合算法能控制无人机精准地跟踪全局最优路径并高效地完成局部动态避障。 展开更多
关键词 无人机 路径规划 Bi-RRT算法 DWA 融合算法
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基于改进双向RRT的无人艇局部路径规划算法研究 认领 引用 被引量：23
18
作者 向金林 王鸿东 +1 位作者 欧阳子路 易宏 《中国造船》 EI CSCD 北大核心 2020年第1期157-166,共10页
以高速航行的无人艇迅速规划出较优的局部避障路径为目标,提出一种基于改进双向RRT的无人艇局部路径规划算法。针对传统双向RRT算法随机性过强,规划的路径往往曲折较多的问题,对每一个新延伸的节点施加转角约束。针对传统双向RRT算法两... 以高速航行的无人艇迅速规划出较优的局部避障路径为目标,提出一种基于改进双向RRT的无人艇局部路径规划算法。针对传统双向RRT算法随机性过强,规划的路径往往曲折较多的问题,对每一个新延伸的节点施加转角约束。针对传统双向RRT算法两棵树经常不能平滑连接的问题,在主动连接点施加转角约束及距离约束。还提出了一种新的动态步长策略。仿真结果表明,用改进算法规划的路径质量更好,算法收敛时间更短。 展开更多
关键词 无人艇 转角约束 双向RRT算法 动态步长
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基于改进双向RRT算法的机器人路径规划 认领 引用 被引量：10
19
作者 韩丰键 邱书波 +1 位作者 李庆华 刘海英 《山东科学》 CAS 2021年第3期109-118,共10页
针对双向快速搜索随机树(BI-RRT)算法在路径规划中存在目标导向性差、收敛速度慢、路径拐点多的问题,提出了一种改进BI-RRT算法。通过目标导向引导随机树更快朝向目标点生长,提高收敛速度。引入贪婪路径优化策略,有效减少路径拐点,提高... 针对双向快速搜索随机树(BI-RRT)算法在路径规划中存在目标导向性差、收敛速度慢、路径拐点多的问题,提出了一种改进BI-RRT算法。通过目标导向引导随机树更快朝向目标点生长,提高收敛速度。引入贪婪路径优化策略,有效减少路径拐点,提高了路径规划算法的效率。同时提出了一种圆盘碰撞检测的算法,并在多个场景中用Matlab平台进行了圆盘移动机器人的路径规划仿真实验,实验结果验证了所提出算法的可行性和有效性。 展开更多
关键词 路径规划 双向RRT算法 贪婪算法 收敛速度
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基于目标导向的双向RRT路径规划算法 认领 引用 被引量：7
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作者 韩丰键 邱书波 +2 位作者 冯超 曹启贺 李庆华 《齐鲁工业大学学报》 CAS 2021年第1期35-43,共9页
针对双向快速扩展随机树(BI-RRT)算法在路径规划中存在目标导向性差、收敛速度缓慢的问题,提出了一种目标导向的BI-RRT算法(goal-oriented BI-RRT,GOBI-RRT)。通过目标导向思想对随机树中采样点的产生进行改进,引导随机树偏向目标点生长... 针对双向快速扩展随机树(BI-RRT)算法在路径规划中存在目标导向性差、收敛速度缓慢的问题,提出了一种目标导向的BI-RRT算法(goal-oriented BI-RRT,GOBI-RRT)。通过目标导向思想对随机树中采样点的产生进行改进,引导随机树偏向目标点生长,提高了收敛速度,降低了扩展过程的复杂度。同时提出了一种圆盘k点碰撞检测算法,对圆盘式机器人是否和障碍物产生碰撞进行检测。在多个场景中进行了圆盘移动机器人的路径规划仿真实验,实验结果验证了所提算法的可行性和有效性。 展开更多
关键词 路径规划 双向快速扩展随机树算法 目标导向 圆盘移动机器人 碰撞检测
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