自适应避障蚁群算法的移动机器人路径规划

传统蚁群算法在解决机器人路径规划的问题上存在收敛慢,容易收敛于次优路径的不足。针对以上不足,研究在状态转移概率、信息素更新方面进行改进。在状态转移概率上引入了一个避障函数因子,减小蚂蚁进入地图陷阱的概率,从而有效减少陷入死锁的蚂蚁数量,加快收敛速度。在信息素方面,加入了随迭代次数变化的信息素挥发因子,增加算法进行全局搜索的可能性,避免算法陷入局部最优。设计三种栅格障碍图对两种算法进行仿真,结果对比均表明,经过改进得到的AOA蚁群算法的初次收敛次数更少,迭代速度大大增强,并且最终规划得到的最小路径长度均比原算法小,与其他的改进算法相比,在找到最优路径的同时,其初次迭代的收敛次数也大大降低。

融合安全A*算法与动态窗口法的机器人路径规划

A*算法通过启发信息指引搜索方向,被广泛应用于移动机器人的路径规划,但其规划出的搜索路径存在冗余节点且与障碍物相近,无法满足动态避障需求。对标准A*算法进行改进,设计安全A*算法并融合动态窗口法进行路径规划。定义安全距离因子引入A*算法的启发函数中,提高算法规划路径的安全性,同时采用平面结构法对算法规划得到的路径进行优化,根据相邻节点与障碍物之间的位置关系判断该相邻节点间是否存在障碍物,由此减少路径拐点数,提高路径平滑度。由于当移动机器人处于未知环境时,仅靠A*算法不能避开障碍物到达目标点,因此借助动态窗口法的局部避障功能。通过安全A*算法规划全局最优路径节点坐标,设计融合子函数改进动态窗口法的评价函数,解决动态窗口法易陷入局部最优的问题。实验结果表明,在复杂环境中,该方法通过融合安全A*算法和动态窗口法,能够确保在安全路径基础上实时随机避障,使机器人安全到达终点。