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基于改进Bi-RRT*的路径规划算法研究 认领 引用
1
作者 吐尔逊·买买提 刘相铄 +2 位作者 何春光 杨秋菊 段婷 《电子测量技术》 北大核心 2026年第6期123-134,共12页
针对RRT系列算法存在的搜索效率低、收敛速度慢及路径扩展多样性不足问题,提出了一种自适应多策略动态步长算法AMDS-Bi-RRT*,该算法基于Bi-RRT*框架,通过动态目标直连扩展策略和构建自适应步长评价函数提升收敛效率;设计多方向应... 针对RRT系列算法存在的搜索效率低、收敛速度慢及路径扩展多样性不足问题,提出了一种自适应多策略动态步长算法AMDS-Bi-RRT*,该算法基于Bi-RRT*框架,通过动态目标直连扩展策略和构建自适应步长评价函数提升收敛效率;设计多方向应急机动策略,以增强复杂环境的适用性;结合改进的人工势场法优化节点采样;并引入三阶段路径平滑方法以确保路径的可行性。通过在4种不同复杂度仿真环境中与Bi-APF-RRT*、Bi-RRT*、APF-RRT*、RRT*、目标偏置RRT*5种基准算法进行对比实验,结果表明:AMDS-Bi-RRT*的平均规划时间平均降低了12.22%~23.45%,平均路径长度平均缩短了0.88%~1.89%,平均节点数量平均减少了6.69%~22.85%。该算法在规划效率、路径质量、收敛速度上均优于对比算法,充分验证了其在不同环境下的优越性。 展开更多
关键词 Bi-RRT* AMDS-Bi-RRT* 自适应步长 动态目标直连 多方向应急机动策略 三阶段路径平滑
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基于引导连接与人工势场的Bi-RRT*路径规划算法 认领 引用
2
作者 黄丽敏 丁加鑫 +2 位作者 郭毅锋 杨浩 邓凯 《汽车技术》 CSCD 北大核心 2026年第6期11-20,共10页
针对Bi-RRT*算法存在搜索盲目性强及路径可行性差等问题,提出一种基于引导连接和人工势场(APF)的BiRRT*算法。建立四轮转向车辆碰撞模型,通过提取环境引导点及方向一致性约束的搜索式连接,解决采样困难与折返路径问题,引入带目标... 针对Bi-RRT*算法存在搜索盲目性强及路径可行性差等问题,提出一种基于引导连接和人工势场(APF)的BiRRT*算法。建立四轮转向车辆碰撞模型,通过提取环境引导点及方向一致性约束的搜索式连接,解决采样困难与折返路径问题,引入带目标距离因子的改进APF以引导生长方向,并采用贪婪剪枝与B样条平滑技术优化路径。试验结果表明:在复杂环境工况下,相较于传统RRT、RRT*、RRT-connect算法Bi-RRT*和Goal-Biased RRT*,所提出方案在路径长度上分别缩短了19.45%、9.94%、13.85%、4.10%和3.61%,在搜索时间上分别缩短了62.57%、65.15%、0.97%、66.63%和71.28%。 展开更多
关键词 路径规划 改进Bi-RRT* 搜索式连接 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
3
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APF和Bi-RRT算法的机械臂路径规划和避障 认领 引用
4
作者 王卓垚 王挺 +2 位作者 邵士亮 张凯 宋建辉 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2026年第6期6-11,共6页
为了解决快速扩展随机树(RRT)算法在机械臂路径规划中路径平滑性差、收敛速度慢、易陷入局部区域的问题,提出了一种结合改进人工势场(APF)与双向快速扩展随机树(Bi-RRT)算法的机械臂路径规划方法,并进一步采用马尔可夫决策过程(MDP)进... 为了解决快速扩展随机树(RRT)算法在机械臂路径规划中路径平滑性差、收敛速度慢、易陷入局部区域的问题,提出了一种结合改进人工势场(APF)与双向快速扩展随机树(Bi-RRT)算法的机械臂路径规划方法,并进一步采用马尔可夫决策过程(MDP)进行路径优化。首先,借助改进APF和Bi-RRT算法,生成初始路径。该算法通过引入目标偏置采样,有效引导算法路径规划过程,使得搜索能够更加集中于目标区域。通过设置局部逃逸机制,使得算法能够摆脱局部最优解,从而更好地寻找通向全局最优路径的机会;其次,使用MDP对生成的路径进行优化。通过价值迭代,构建转移和奖励矩阵,评估路径中的曲率和障碍物惩罚,确保路径的平滑性和安全性;最后,结合曲率和障碍物信息,重构出优化后的路径。在冗余机械臂上进行仿真实验,结果表明,该方法不仅提高了机械臂的平滑性,减少了搜索时间,还能够有效避免障碍物,并简化了路径结构。 展开更多
关键词 APF Bi-RRT MDP 机械臂 路径规划
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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
5
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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融合改进Bi-RRT和势力场的快速路径规划算法 认领 引用
6
作者 王槊 张贞凯 《电光与控制》 CSCD 北大核心 2026年第4期57-63,共7页
针对现有路径规划算法效率低、速度慢的问题,提出一种基于Bi-RRT的快速路径规划算法。首先,设计新的势力场模型,根据障碍物形状和分布特性以及目标点的位置进行引导,使扩展过程有更强的目标性;其次,根据势力场特征引入步长可变函数,加... 针对现有路径规划算法效率低、速度慢的问题,提出一种基于Bi-RRT的快速路径规划算法。首先,设计新的势力场模型,根据障碍物形状和分布特性以及目标点的位置进行引导,使扩展过程有更强的目标性;其次,根据势力场特征引入步长可变函数,加快宽松情况下的规划效率,保证狭窄情况下寻找有效路径的成功率;最后,调整新节点生成策略,避免了势力场“局部最小”的缺陷,保证新节点的有效性。将改进的算法与Bi-RRT算法相比较,采样次数和规划时间显著下降。 展开更多
关键词 路径规划 势力场 Bi-RRT 可变式步长
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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
7
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
8
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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基于改进BI-RRT算法的机械臂路径规划 认领 引用
9
作者 杨西 《南方农机》 2026年第2期33-36,共4页
【目的】解决传统BI-RRT算法在复杂环境中路径规划效率低、路径质量差的问题。【方法】提出了一种适用于机械臂的改进BI-RRT路径规划算法。首先,通过融合动态目标偏向策略与KD树结构,实现目标导向的快速近邻搜索;其次,采用动态步长调整... 【目的】解决传统BI-RRT算法在复杂环境中路径规划效率低、路径质量差的问题。【方法】提出了一种适用于机械臂的改进BI-RRT路径规划算法。首先,通过融合动态目标偏向策略与KD树结构,实现目标导向的快速近邻搜索;其次,采用动态步长调整策略,优化路径规划效率与路径质量;最后,通过路径节点的简化处理和线性插值优化来平滑路径。此外,搭建了二维和三维仿真环境,进行了避障路径规划仿真及分析。【结果】在二维环境下,改进BI-RRT算法相比于传统BI-RRT算法,规划时间减少38.89%,路径长度减少21.62%,路径点数量减少70.59%,节点数量减少30.00%;在三维环境下,规划时间减少57.10%,路径长度减少21.53%,路径点数量减少45.00%,节点数量减少88.43%。【结论】改进BI-RRT算法规划时间更短、效率更高,生成的路径代价更小、更平滑,将该算法应用于机械臂路径规划,有助于提升采摘效率与质量。 展开更多
关键词 路径规划 BI-RRT算法 机械臂 路径优化
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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
10
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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基于改进BI-RRT算法的仿生机器鱼路径规划研究 认领 引用
11
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算法嵌入的贪心算法的邮轮推舱序列规划 认领 引用
12
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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基于改进Bi-RRT算法的移动机器人路径规划 认领 引用 被引量:23
13
作者 叶鸿达 黄山 涂海燕 《电光与控制》 CSCD 北大核心 2022年第2期76-81,共6页
针对道路狭窄、障碍物较多等复杂环境下快速探索随机树*(RRT*)算法出现的随机性大、效率低、收敛速度慢和路径曲折等问题,结合一种改进碰撞检测机制的RRT*算法,提出了一种改进Bi-RRT*算法。该算法首先在动态目标区域进行节点采样,缩短... 针对道路狭窄、障碍物较多等复杂环境下快速探索随机树*(RRT*)算法出现的随机性大、效率低、收敛速度慢和路径曲折等问题,结合一种改进碰撞检测机制的RRT*算法,提出了一种改进Bi-RRT*算法。该算法首先在动态目标区域进行节点采样,缩短算法执行时间;再通过目标偏向策略扩展树节点,降低树生长的随机性;然后采用双向树生长策略,提高算法收敛速度;最后删除路径冗余节点,增加路径平滑度和降低算法对内存的需求。在仿真环境下进行实验,结果表明,改进Bi-RRT*算法降低了算法执行的随机性,减少了算法迭代次数,可以更快收敛到平滑的路径。 展开更多
关键词 移动机器人 路径规划 避障 快速探索随机树 Bi-RRT*
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动态步长BI-RRT的无人机航迹规划算法 认领 引用 被引量:10
14
作者 武晓晶 许磊 +1 位作者 甄然 吴学礼 《河北科技大学学报》 CAS 2019年第5期414-422,共9页
为解决传统RRT算法收敛速度慢、生成的航径距离过长等问题,提出动态步长BI-RRT算法。首先,采用引向目标的采样策略对空间进行探索以得到采样点,利用动态步长策略确定该采样点的增长步长以确定新节点;之后,通过树枝裁剪策略对新节点进行... 为解决传统RRT算法收敛速度慢、生成的航径距离过长等问题,提出动态步长BI-RRT算法。首先,采用引向目标的采样策略对空间进行探索以得到采样点,利用动态步长策略确定该采样点的增长步长以确定新节点;之后,通过树枝裁剪策略对新节点进行调整,当探索到目标节点时,算法返回初始航迹,对于初始航迹,应用贪心算法对航迹点进行筛选,以减少无人机(UAV)的无效节点与总航迹长度;最后,利用B样条进行平滑处理,得到一条可行航迹。搭建了二维和三维环境下的仿真地图模型,验证了该算法在保证无人机避障的基础上获得一条有效航迹。动态步长BI-RRT算法在无人机航迹规划方面不仅有实时性强、航迹光滑的优点,而且与分段优化RRT算法相比,在优化航迹节点个数的前提下,提高了收敛速度且降低了航迹距离。 展开更多
关键词 航空、航天科学技术基础学科其他学科 双向快速扩展随机树(BI-RRT) 概率搜索 引向目标动态步长 树枝裁剪策略
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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
15
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
16
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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改进Bi-RRT*算法的自动泊车路径规划 认领 引用 被引量:15
17
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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基于改进Bi-RRT的移动机器人路径规划算法 认领 引用 被引量:5
18
作者 崔春雷 陈诗豪 +1 位作者 沈超航 李锋 《计算机测量与控制》 2022年第5期181-185,共5页
双向快速扩展随机树(Bi-RRT)算法因采样点的随机性导致在复杂环境中的路径规划存在搜索时间长、采样效率低等问题,为此提出了一种改进Bi-RRT的移动机器人路径规划算法;算法引入启发式搜索策略,分别以机器人的起点和终点为中心,构造了二... 双向快速扩展随机树(Bi-RRT)算法因采样点的随机性导致在复杂环境中的路径规划存在搜索时间长、采样效率低等问题,为此提出了一种改进Bi-RRT的移动机器人路径规划算法;算法引入启发式搜索策略,分别以机器人的起点和终点为中心,构造了二维高斯分布函数,并用该概率密度函数约束采样点的生成,使得越接近目标点的空间采样点出现概率越大,同时保留部分均匀分布的采样点,这样采样过程既可以利用目标点的位置信息又保证了算法的概率完备性;通过算法设计的启发式采样点的引导,两棵随机树可以快速向着目标区域生长,降低了搜索的盲目性,提高了搜索的效率;仿真结果:相比于基本Bi-RRT算法,改进算法在复杂环境下规划时间缩短了43.9%,扩展节点数目减少了41.4%,路径长度优化了8.1%,并分析了高斯分布采样点占采样点总数的比值对算法性能的影响。 展开更多
关键词 机器人 路径规划 双向快速扩展随机树(Bi-RRT) 目标偏向性 高斯分布
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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
19
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
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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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