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基于改进人工势场法的移动机器人局部路径规划
被引量:
4
1
作者
张国胜
李彩虹
+2 位作者
张耀玉
李永迪
周瑞红
《山东理工大学学报(自然科学版)》
CAS
2023年第4期52-59,67,共9页
为解决传统人工势场法在移动机器人局部路径规划中存在的缺陷,提高其路径规划的性能,提出了改进的人工势场法。将引力作用阈值引入引力势场函数,解决引力过大问题;在斥力势场函数中引入目标点与移动机器人之间的距离,解决目标不可达问题...
为解决传统人工势场法在移动机器人局部路径规划中存在的缺陷,提高其路径规划的性能,提出了改进的人工势场法。将引力作用阈值引入引力势场函数,解决引力过大问题;在斥力势场函数中引入目标点与移动机器人之间的距离,解决目标不可达问题;根据环境复杂度,提出了自适应速度调节机制;针对局部极小值问题,分别提出了APF-v1和APF-v2两种构建虚拟目标点的方法,引导移动机器人走出陷阱区域。最后在ROS机器人操作系统中对改进的算法进行了对比实验,结果表明,改进的算法可以克服目标不可达、局部极小值等问题,并且在计算量、路径规划时间和步数等方面具有一定的优越性。
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关键词
人工
势
场
法
移动机器人
局部
路径
规划
自适应速度调节
局部
极小
点
虚拟目标点
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职称材料
基于APF-LSTM-DDPG算法的移动机器人局部路径规划
2
作者
李永迪
李彩虹
+3 位作者
张耀玉
张国胜
周瑞红
梁振英
《山东理工大学学报(自然科学版)》
CAS
2024年第1期33-41,共9页
针对深度强化学习算法存在训练时间长、收敛速度慢的问题,将深度确定性策略梯度(deep deterministic policy gradient,DDPG)算法和人工势场(artifical potential field,APF)法相融合,引入长短期记忆(long short-term memory,LSTM)神经...
针对深度强化学习算法存在训练时间长、收敛速度慢的问题,将深度确定性策略梯度(deep deterministic policy gradient,DDPG)算法和人工势场(artifical potential field,APF)法相融合,引入长短期记忆(long short-term memory,LSTM)神经网络结构,提出了APF-LSTM-DDPG算法。首先在DDPG算法中添加LSTM,通过记忆单元和遗忘单元将奖励较高的样本优先学习,使模型更快地收敛;其次引入人工势场法,设计相应势场函数,解决环境奖励稀疏的缺点,加速模型收敛进程;然后通过人工势场法修正算法的动作选择,缩短路径长度;最后在机器人仿真平台(robot operating system,ROS)中搭建不同障碍物环境对算法进行了仿真验证。仿真结果表明,APF-LSTM-DDPG算法在搭建的仿真环境中训练时平均奖励能够更快地稳定,提高了算法的成功率并减少了规划路径中的冗余。
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关键词
深度确定性策略梯度算
法
人工
势
场
法
长短期记忆
移动机器人
局部
路径
规划
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职称材料
基于改进人工势场法的移动机器人局部路径规划的研究
被引量:
17
3
作者
刘义
张宇
《现代机械》
2006年第6期48-49,53,共3页
本文介绍了一种常用的移动机器人局部路径规划方法—人工势场法,分析了传统的人工势场法由于局部最小问题而导致规划失败的原因,综述了解决该问题的方法,在此基础上重点介绍了一种通过改变斥力势场函数来解决局部最小问题的改进方法,并...
本文介绍了一种常用的移动机器人局部路径规划方法—人工势场法,分析了传统的人工势场法由于局部最小问题而导致规划失败的原因,综述了解决该问题的方法,在此基础上重点介绍了一种通过改变斥力势场函数来解决局部最小问题的改进方法,并给出了仿真结果。
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关键词
移动机器人
局部
路径
规划
改进的
人工
势
场
法
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职称材料
基于势场法的移动机器人路径规划仿真研究
被引量:
14
4
作者
金雷泽
杜振军
贾凯
《计算机工程与应用》
CSCD
北大核心
2007年第24期226-229,共4页
针对势场法的障碍物附近目标不可达(GNRON)问题,采用改进斥力势场函数,把机器人和目标的相对距离考虑进去,从而确保目标点为整个势场的全局最小点,使得机器人能够顺利到达目标。针对局部极小引起的陷阱区域问题,提出了增加引导点的方法...
针对势场法的障碍物附近目标不可达(GNRON)问题,采用改进斥力势场函数,把机器人和目标的相对距离考虑进去,从而确保目标点为整个势场的全局最小点,使得机器人能够顺利到达目标。针对局部极小引起的陷阱区域问题,提出了增加引导点的方法,使得机器人能够快速走出陷阱区域,向目标点移动。通过仿真实验,还实现了机器人在限定区域内漫游。改进后的势场法适用于复杂环境下的移动机器人路径规划。仿真结果证明了此方法的有效性。
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关键词
移动机器人路径规划人工势场法gnron局部极小
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职称材料
基于改进人工势场法的移动机器人路径规划
被引量:
62
5
作者
石为人
黄兴华
周伟
《计算机应用》
CSCD
北大核心
2010年第8期2021-2023,共3页
针对势场法的障碍物附近目标不可达的问题,改进了传统人工势场斥力函数,确保目标点是机器人的势场全局最小点,使得机器人顺利到达目标点。针对势场法的局部最小值问题,提出了一种连接局部最小值区域障碍物的方法,建立了机器人离散传感...
针对势场法的障碍物附近目标不可达的问题,改进了传统人工势场斥力函数,确保目标点是机器人的势场全局最小点,使得机器人顺利到达目标点。针对势场法的局部最小值问题,提出了一种连接局部最小值区域障碍物的方法,建立了机器人离散传感器模型,使机器人快速走出局部最小值区域。改进后的人工势场法适用于复杂室内环境下的机器人路径规划。仿真结果证明了该方法的有效性。
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关键词
移动机器人
路径
规划
人工
势
场
法
局部
最小值
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职称材料
基于动态模糊人工势场法的移动机器人路径规划
被引量:
21
6
作者
孟蕊
苏维均
连晓峰
《计算机工程与设计》
CSCD
北大核心
2010年第7期1558-1561,共4页
传统人工势场法在路径规划中存在局部极小值问题,而且不能满足动态环境中移动机器人路径规划对实时性、安全性和可达性的要求。针对传统人工势场法存在的问题,通过引入速度矢量,改势场力函数,并与模糊控制方法相结合,实时调节斥力势场系...
传统人工势场法在路径规划中存在局部极小值问题,而且不能满足动态环境中移动机器人路径规划对实时性、安全性和可达性的要求。针对传统人工势场法存在的问题,通过引入速度矢量,改势场力函数,并与模糊控制方法相结合,实时调节斥力势场系数,克服人工势场法的缺陷。在MATLAB平台中验证了方法的有效性,实验结果表明,该方法优于人工势场法模型的路径规划。
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关键词
人工
势
场
法
模糊控制
移动机器人
路径
规划
局部
极小
值
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职称材料
基于改进人工势场法的移动机器人路径规划
被引量:
43
7
作者
宋建辉
代涛
刘砚菊
《计算机工程与科学》
CSCD
北大核心
2017年第7期1328-1332,共5页
基于传统人工势场法的机器人路径规划存在障碍物附近目标不可达和局部极小点的问题。在研究该问题产生原因的基础上,提出了一种基于改进人工势场法的移动机器人路径规划算法。该算法在斥力函数中引入了机器人和目标点之间的距离,在极小...
基于传统人工势场法的机器人路径规划存在障碍物附近目标不可达和局部极小点的问题。在研究该问题产生原因的基础上,提出了一种基于改进人工势场法的移动机器人路径规划算法。该算法在斥力函数中引入了机器人和目标点之间的距离,在极小点附近自主建立虚拟目标牵引点并隔离原有目标点,解决了传统人工势场法的局部极小点问题,使机器人到达了目标点。仿真结果说明了改进后算法的有效性。
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关键词
人工
势
场
法
路径
规划
局部
极小
值
移动机器人
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职称材料
基于改进人工势场法的移动机器人路径规划
被引量:
46
8
作者
温素芳
郭光耀
《计算机工程与设计》
北大核心
2015年第10期2818-2822,共5页
为解决传统人工势场法用于机器人路径规划时出现的各种问题,提出相应的改进方法。针对障碍物距目标点太近导致的目标不可达问题,采用缩小障碍物影响范围的方法来解决;针对局部极小点导致的陷阱问题,提出障碍物影响范围分层的思想,使机...
为解决传统人工势场法用于机器人路径规划时出现的各种问题,提出相应的改进方法。针对障碍物距目标点太近导致的目标不可达问题,采用缩小障碍物影响范围的方法来解决;针对局部极小点导致的陷阱问题,提出障碍物影响范围分层的思想,使机器人能够顺利到达目标点。改进后的势场法适用于各种复杂环境下的移动机器人路径规划,且可以进行优化路径选择,仿真结果表明了该方法的有效性。
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关键词
人工
势
场
法
移动机器人
路径
规划
局部
极小
点
影响范围
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职称材料
基于改进人工势场法的移动机器人避障路径规划算法
被引量:
7
9
作者
倪天伟
江红
林金珠
《常州大学学报(自然科学版)》
CAS
2016年第5期74-77,共4页
路径规划是移动机器人系统的重要组成部分,及时有效的避开障碍物到达目标点是路径规划中非常重要的一个研究方向。在研究移动机器人避障控制特点的同时,把改进的人工势场法引入到移动机器人的避障路径规划中来,有效缓解传统人工势场法...
路径规划是移动机器人系统的重要组成部分,及时有效的避开障碍物到达目标点是路径规划中非常重要的一个研究方向。在研究移动机器人避障控制特点的同时,把改进的人工势场法引入到移动机器人的避障路径规划中来,有效缓解传统人工势场法在路径规划中可能陷入的局部极小点问题。经仿真实验和实践,证明了该算法的可行性和有效性。
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关键词
移动机器人
避障
路径
规划
人工
势
场
法
局部
极小
点
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职称材料
基于改进人工势场法的移动机器人路径规划
被引量:
45
10
作者
徐小强
王明勇
冒燕
《计算机应用》
CSCD
北大核心
2020年第12期3508-3512,共5页
针对传统人工势场法在路径规划过程中容易陷入陷阱区域和局部极小点的问题,提出了一种改进人工势场法。首先,提出安全距离概念,避免了不必要的路径,从而解决了路径过长和算法运行时间过长问题;然后,为避免机器人陷入局部极小点和陷阱区...
针对传统人工势场法在路径规划过程中容易陷入陷阱区域和局部极小点的问题,提出了一种改进人工势场法。首先,提出安全距离概念,避免了不必要的路径,从而解决了路径过长和算法运行时间过长问题;然后,为避免机器人陷入局部极小点和陷阱区域,在算法中引入预测距离,使得算法可以在机器人陷入局部极小点或陷阱区域之前做出反应;最后,通过合理设置虚拟目标点,引导机器人避开局部极小点和陷阱区域。实验结果表明,改进算法可以有效解决传统算法容易陷入局部极小点和陷阱区域的问题;同时,相较于传统人工势场法,所提算法规划出的路径长度减少了5.2%,计算速度提高了405.56%。
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关键词
人工
势
场
法
路径
规划
虚拟目标点
陷阱区域
局部
极小
点
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职称材料
基于人工势场法的移动机器人局部路径规划
被引量:
20
11
作者
王迪
李彩虹
+1 位作者
郭娜
张宁
《山东理工大学学报(自然科学版)》
CAS
2021年第1期21-26,32,共7页
在有障碍物的环境中进行局部路径规划时,传统的人工势场法存在局部极小点问题,导致移动机器人徘徊不前,无法到达目标点。为解决局部极小点问题提出了基于人工势场法的左转势场法和虚拟目标点法。左转势场法将处于局部极小点的移动机器...
在有障碍物的环境中进行局部路径规划时,传统的人工势场法存在局部极小点问题,导致移动机器人徘徊不前,无法到达目标点。为解决局部极小点问题提出了基于人工势场法的左转势场法和虚拟目标点法。左转势场法将处于局部极小点的移动机器人强制转向,跳出局部极小点;虚拟目标点法是当移动机器人处于局部极小点时在合适位置设置虚拟目标点,忽略目标点和障碍物对移动机器人的作用,使移动机器人转向,跳出局部极小点。经Matlab仿真证明,这两种方法均能绕开局部极小点,顺利到达目标点。
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关键词
人工
势
场
法
左转
势
场
法
虚拟目标点
法
局部
路径
规划
移动机器人
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职称材料
改进人工势场法的移动机器人路径规划研究
被引量:
63
12
作者
梁献霞
刘朝英
+1 位作者
宋雪玲
张英坤
《计算机仿真》
北大核心
2018年第4期291-294,361,共5页
在室内移动机器人路径规划研究中,人工势场法是其常用方法之一。针对传统人工势场法进行规划时,会出现局部极小点问题,分析由此导致路径规划失败的原因。在改进的势函数基础上,提出通过扇区划分的方法,在移动机器人陷入局部极小点周围...
在室内移动机器人路径规划研究中,人工势场法是其常用方法之一。针对传统人工势场法进行规划时,会出现局部极小点问题,分析由此导致路径规划失败的原因。在改进的势函数基础上,提出通过扇区划分的方法,在移动机器人陷入局部极小点周围适当范围内增加虚拟障碍物,使其和原障碍物及目标点共同作用下对移动机器人产生作用力。这样,能够解决传统人工势场法中出现的局部极小点情况。最后,在MATLAB环境下进行仿真,其结果验证了上述方法的有效性。
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关键词
移动机器人
路径
规划
人工
势
场
法
局部
极小
点
扇区划分
虚拟障碍物
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职称材料
基于模糊势场法的移动机器人局部路径规划
被引量:
11
13
作者
王迪
李彩虹
+2 位作者
郭娜
刘国名
高腾腾
《计算机工程与应用》
CSCD
北大核心
2021年第6期212-218,共7页
针对采用传统人工势场法进行移动机器人局部路径规划时存在的局部极小点和规划路径过长等问题,提出了一种基于虚拟目标点和有限状态机的模糊势场法。构造基于人工势场的虚拟目标点法来解决局部极小点问题,在合适的位置设置虚拟目标点使...
针对采用传统人工势场法进行移动机器人局部路径规划时存在的局部极小点和规划路径过长等问题,提出了一种基于虚拟目标点和有限状态机的模糊势场法。构造基于人工势场的虚拟目标点法来解决局部极小点问题,在合适的位置设置虚拟目标点使机器人逃离局部极小点区域。将虚拟目标点法与模糊控制相结合,对障碍物环境进行预测,及时避障,解决机器人在复杂环境中采用虚拟目标点法规划路径时存在的路径过长问题。设计一个有限状态机来判断障碍物环境,执行算法转换策略,使改进算法适用于多种复杂环境。所设计算法在MATLAB平台上进行了仿真验证。结果表明,该算法能够使机器人逃出局部极小点、缩短规划路径。算法不仅适用于简单、离散环境,在传统算法运行困难的、复杂的环境中,例如墙型、U型和多U型障碍物环境,也能规划出可行的优化路径。
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关键词
移动机器人
局部
路径
规划
模糊
势
场
法
虚拟目标点
局部
极小
点
有限状态机
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职称材料
一种基于改进人工势场法的移动机器人路径规划
被引量:
9
14
作者
罗胜华
刘国荣
蒋燕
《微计算机信息》
2009年第29期188-190,共3页
人工势场法因反应速度快、计算量小和实时性等优点,在移动机器人路径规划中获得广泛的应用。本文分析了传统的人工势场法由于局部最小问题而导致规划失败的原因,对可能产生局部极小值区域的障碍物外部几何形状进行分析。提出了增加引导...
人工势场法因反应速度快、计算量小和实时性等优点,在移动机器人路径规划中获得广泛的应用。本文分析了传统的人工势场法由于局部最小问题而导致规划失败的原因,对可能产生局部极小值区域的障碍物外部几何形状进行分析。提出了增加引导点与增量项的方法,使得机器人能够快速走出极值点,向目标点移动。文中利用改进的人工势场法进行仿真实验成功地规划出在复杂环境下光滑路径,证实了该方法的有效性。
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关键词
移动机器人
路径
规划
人工
势
场
法
局部
极小
值
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职称材料
基于改进人工势场算法的移动机器人路径规划
被引量:
3
15
作者
谢亚楠
佟威
和箫
《工业控制计算机》
2016年第6期45-46,48,共3页
传统人工势场法因结构简单,便于底层实时控制得到广泛应用,但是存在目标点不可达、局部极小值问题。提出以改变斥力角度和确定虚拟局部最小区域半径来改进人工势场法,同时采用粒子群优化算法对改进算法中的斥力角度和虚拟区域半径进行优...
传统人工势场法因结构简单,便于底层实时控制得到广泛应用,但是存在目标点不可达、局部极小值问题。提出以改变斥力角度和确定虚拟局部最小区域半径来改进人工势场法,同时采用粒子群优化算法对改进算法中的斥力角度和虚拟区域半径进行优化,使机器人在陷入局部极小值时能够快速逃出,向目标点运动。仿真结果表明,该方法能有效地解决人工势场法易陷入局部极小值的问题。
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关键词
移动机器人
路径
规划
人工
势
场
法
局部
极小
值
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职称材料
改进人工势场法的移动机器人路径规划
被引量:
16
16
作者
张鹏彬
曾钰培
《机器人技术与应用》
2018年第3期27-29,共3页
针对传统人工势场法存在的局部极小点问题,本文提出了一种改进的人工势场算法。该算法在判断机器人陷入局部极小点时,首先使用选取在障碍物一侧的中间目标点代替真正的目标点引导机器人,使机器人摆脱局部极小点,然后再使用真正的目标点...
针对传统人工势场法存在的局部极小点问题,本文提出了一种改进的人工势场算法。该算法在判断机器人陷入局部极小点时,首先使用选取在障碍物一侧的中间目标点代替真正的目标点引导机器人,使机器人摆脱局部极小点,然后再使用真正的目标点引导机器人继续向原目标点运动,较好地解决了路径规划失败的问题。最后,在Matlab和Mobile Sim中对算法进行了仿真实验,验证了该方法的有效性。
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关键词
移动机器人
人工
势
场
法
路径
规划
中间目标点
局部
极小
点
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职称材料
改进人工势场法在机器人路径规划中的应用
被引量:
63
17
作者
罗乾又
张华
+1 位作者
王姮
解兴哲
《计算机工程与设计》
CSCD
北大核心
2011年第4期1411-1413,1418,共4页
为解决传统人工势场法用于机器人路径规划时会出现规划失败的问题,分析了由于局部极小点问题而导致规划失败的原因。在已改进人工势场函数的基础上,提出了通过增加虚拟目标点和原目标点共同对机器人产生引力的方法来解决传统人工势场法...
为解决传统人工势场法用于机器人路径规划时会出现规划失败的问题,分析了由于局部极小点问题而导致规划失败的原因。在已改进人工势场函数的基础上,提出了通过增加虚拟目标点和原目标点共同对机器人产生引力的方法来解决传统人工势场法中出现的局部极小点问题。在Mobotsim中对算法的仿真结果表明了该方法的可行性和有效性。
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关键词
移动机器人
路径
规划
人工
势
场
法
虚拟目标
局部
极小
点
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职称材料
改进人工势场法的机器人路径规划
被引量:
22
18
作者
卢恩超
张邓斓
+2 位作者
宁雅男
冯晓海
李莹
《西北大学学报(自然科学版)》
CAS
CSCD
北大核心
2012年第5期735-738,共4页
目的解决复杂环境中存在大型障碍物导致路径规划失败的问题。方法基于改进人工势场法的基础上结合边缘探测法,引入沿边走行为。结果移动机器人能够顺利到达目标点。结论改进后的人工势场法结合边缘探测法确保移动机器人快速走出局部极...
目的解决复杂环境中存在大型障碍物导致路径规划失败的问题。方法基于改进人工势场法的基础上结合边缘探测法,引入沿边走行为。结果移动机器人能够顺利到达目标点。结论改进后的人工势场法结合边缘探测法确保移动机器人快速走出局部极值点且能躲避大型障碍物。仿真结果验证了该方法的有效性。
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关键词
路径
规划
人工
势
场
法
局部
极
值点
边缘探测
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职称材料
基于改进人工势场法的机器人路径规划研究
被引量:
10
19
作者
单宝明
周培培
《信息技术》
2014年第1期170-173,共4页
传统人工势场法在机器人路径规划中存在障碍物附近目标不可达(GNRON)和局部极小值问题,针对目标不可达问题,使用改进斥力场函数的方法。针对局部极小值问题,在改进人工势场法的基础上,利用随机逃离和沿等势线逃离的方法,并且对此方法进...
传统人工势场法在机器人路径规划中存在障碍物附近目标不可达(GNRON)和局部极小值问题,针对目标不可达问题,使用改进斥力场函数的方法。针对局部极小值问题,在改进人工势场法的基础上,利用随机逃离和沿等势线逃离的方法,并且对此方法进行分析和改进,改进后的方法优化处理了机器人的避障路径。仿真结果证明了此方法的有效性。
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关键词
路径
规划
人工
势
场
法
gnron
局部
极小
随机逃离溉
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职称材料
未知环境下势场法路径规划的局部极小问题研究
被引量:
60
20
作者
朱毅
张涛
宋靖雁
《自动化学报》
EI
CSCD
北大核心
2010年第8期1122-1130,共9页
势场法路径规划的局部极小问题已经受到了多年关注,本文针对环境完全未知的情况为移动机器人设计了一种基于行为的解决方法.该方法通过合理设计各种行为间的转换条件以保证可靠性,并引入记忆信息以增强机器人对周边环境的认知能力,从而...
势场法路径规划的局部极小问题已经受到了多年关注,本文针对环境完全未知的情况为移动机器人设计了一种基于行为的解决方法.该方法通过合理设计各种行为间的转换条件以保证可靠性,并引入记忆信息以增强机器人对周边环境的认知能力,从而降低决策的盲目性,更准确地决定当前应采用的合适行为.本文方法对于凸形边界障碍物的有效性得到了证明.针对一些复杂的凹形边界障碍物,仿真结果表明,该方法相对于一些已有方法更加可靠.基于真实机器人的实验验证了该方法的可行性.
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关键词
移动机器人
路径
规划
势
场
法
局部
极小
未知环境
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职称材料
题名
基于改进人工势场法的移动机器人局部路径规划
被引量:
4
1
作者
张国胜
李彩虹
张耀玉
李永迪
周瑞红
机构
山东理工大学计算机科学与技术学院
出处
《山东理工大学学报(自然科学版)》
CAS
2023年第4期52-59,67,共9页
基金
山东省自然科学基金项目(ZR2021MF072)。
文摘
为解决传统人工势场法在移动机器人局部路径规划中存在的缺陷,提高其路径规划的性能,提出了改进的人工势场法。将引力作用阈值引入引力势场函数,解决引力过大问题;在斥力势场函数中引入目标点与移动机器人之间的距离,解决目标不可达问题;根据环境复杂度,提出了自适应速度调节机制;针对局部极小值问题,分别提出了APF-v1和APF-v2两种构建虚拟目标点的方法,引导移动机器人走出陷阱区域。最后在ROS机器人操作系统中对改进的算法进行了对比实验,结果表明,改进的算法可以克服目标不可达、局部极小值等问题,并且在计算量、路径规划时间和步数等方面具有一定的优越性。
关键词
人工
势
场
法
移动机器人
局部
路径
规划
自适应速度调节
局部
极小
点
虚拟目标点
Keywords
artificial potential field method
mobile robot
local path planning
adaptive speed adjustment
local minimum point
virtual target point
分类号
TP242 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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职称材料
题名
基于APF-LSTM-DDPG算法的移动机器人局部路径规划
2
作者
李永迪
李彩虹
张耀玉
张国胜
周瑞红
梁振英
机构
山东理工大学计算机科学与技术学院
出处
《山东理工大学学报(自然科学版)》
CAS
2024年第1期33-41,共9页
基金
山东省自然科学基金项目(ZR2021MF072)。
文摘
针对深度强化学习算法存在训练时间长、收敛速度慢的问题,将深度确定性策略梯度(deep deterministic policy gradient,DDPG)算法和人工势场(artifical potential field,APF)法相融合,引入长短期记忆(long short-term memory,LSTM)神经网络结构,提出了APF-LSTM-DDPG算法。首先在DDPG算法中添加LSTM,通过记忆单元和遗忘单元将奖励较高的样本优先学习,使模型更快地收敛;其次引入人工势场法,设计相应势场函数,解决环境奖励稀疏的缺点,加速模型收敛进程;然后通过人工势场法修正算法的动作选择,缩短路径长度;最后在机器人仿真平台(robot operating system,ROS)中搭建不同障碍物环境对算法进行了仿真验证。仿真结果表明,APF-LSTM-DDPG算法在搭建的仿真环境中训练时平均奖励能够更快地稳定,提高了算法的成功率并减少了规划路径中的冗余。
关键词
深度确定性策略梯度算
法
人工
势
场
法
长短期记忆
移动机器人
局部
路径
规划
Keywords
DDPG algorithm
artificial potential field method
long short-term memory
mobile robot
local path planning
分类号
TP242 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
下载PDF
职称材料
题名
基于改进人工势场法的移动机器人局部路径规划的研究
被引量:
17
3
作者
刘义
张宇
机构
昆明理工大学机电工程学院CIMS应用研究中心
出处
《现代机械》
2006年第6期48-49,53,共3页
文摘
本文介绍了一种常用的移动机器人局部路径规划方法—人工势场法,分析了传统的人工势场法由于局部最小问题而导致规划失败的原因,综述了解决该问题的方法,在此基础上重点介绍了一种通过改变斥力势场函数来解决局部最小问题的改进方法,并给出了仿真结果。
关键词
移动机器人
局部
路径
规划
改进的
人工
势
场
法
Keywords
mobile robot
path planning
improved
artificial potential field
分类号
TP242 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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职称材料
题名
基于势场法的移动机器人路径规划仿真研究
被引量:
14
4
作者
金雷泽
杜振军
贾凯
机构
中国科学院沈阳自动化研究所
出处
《计算机工程与应用》
CSCD
北大核心
2007年第24期226-229,共4页
基金
辽宁省经委重点项目
文摘
针对势场法的障碍物附近目标不可达(GNRON)问题,采用改进斥力势场函数,把机器人和目标的相对距离考虑进去,从而确保目标点为整个势场的全局最小点,使得机器人能够顺利到达目标。针对局部极小引起的陷阱区域问题,提出了增加引导点的方法,使得机器人能够快速走出陷阱区域,向目标点移动。通过仿真实验,还实现了机器人在限定区域内漫游。改进后的势场法适用于复杂环境下的移动机器人路径规划。仿真结果证明了此方法的有效性。
关键词
移动机器人路径规划人工势场法gnron局部极小
Keywords
mobile robots
path planning
artificial potential field
gnron
loeal minima
分类号
TP24 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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职称材料
题名
基于改进人工势场法的移动机器人路径规划
被引量:
62
5
作者
石为人
黄兴华
周伟
机构
重庆大学自动化学院
出处
《计算机应用》
CSCD
北大核心
2010年第8期2021-2023,共3页
基金
重庆大学"211工程"三期创新人才培养计划项目(S-09108)
文摘
针对势场法的障碍物附近目标不可达的问题,改进了传统人工势场斥力函数,确保目标点是机器人的势场全局最小点,使得机器人顺利到达目标点。针对势场法的局部最小值问题,提出了一种连接局部最小值区域障碍物的方法,建立了机器人离散传感器模型,使机器人快速走出局部最小值区域。改进后的人工势场法适用于复杂室内环境下的机器人路径规划。仿真结果证明了该方法的有效性。
关键词
移动机器人
路径
规划
人工
势
场
法
局部
最小值
Keywords
mobile robot path planning artificial potential field local minimum
分类号
TP242.6 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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职称材料
题名
基于动态模糊人工势场法的移动机器人路径规划
被引量:
21
6
作者
孟蕊
苏维均
连晓峰
机构
北京工商大学计算机与信息工程学院
出处
《计算机工程与设计》
CSCD
北大核心
2010年第7期1558-1561,共4页
基金
国家十一五攻关重大支撑基金项目(2006BAA04B05)
北京市委组织部优秀人才基金项目(2009D005003000001)
文摘
传统人工势场法在路径规划中存在局部极小值问题,而且不能满足动态环境中移动机器人路径规划对实时性、安全性和可达性的要求。针对传统人工势场法存在的问题,通过引入速度矢量,改势场力函数,并与模糊控制方法相结合,实时调节斥力势场系数,克服人工势场法的缺陷。在MATLAB平台中验证了方法的有效性,实验结果表明,该方法优于人工势场法模型的路径规划。
关键词
人工
势
场
法
模糊控制
移动机器人
路径
规划
局部
极小
值
Keywords
artificial potential field method
fuzzy control
mobile robot
path planning
local minimum
分类号
TP242 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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职称材料
题名
基于改进人工势场法的移动机器人路径规划
被引量:
43
7
作者
宋建辉
代涛
刘砚菊
机构
沈阳理工大学自动化与电气工程学院
出处
《计算机工程与科学》
CSCD
北大核心
2017年第7期1328-1332,共5页
文摘
基于传统人工势场法的机器人路径规划存在障碍物附近目标不可达和局部极小点的问题。在研究该问题产生原因的基础上,提出了一种基于改进人工势场法的移动机器人路径规划算法。该算法在斥力函数中引入了机器人和目标点之间的距离,在极小点附近自主建立虚拟目标牵引点并隔离原有目标点,解决了传统人工势场法的局部极小点问题,使机器人到达了目标点。仿真结果说明了改进后算法的有效性。
关键词
人工
势
场
法
路径
规划
局部
极小
值
移动机器人
Keywords
artificial potential field
path planning
local minimum point
mobile robot
分类号
TP391.9 [自动化与计算机技术—计算机应用技术]
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职称材料
题名
基于改进人工势场法的移动机器人路径规划
被引量:
46
8
作者
温素芳
郭光耀
机构
内蒙古工业大学电力学院
鄂尔多斯市源盛光电有限责任公司
出处
《计算机工程与设计》
北大核心
2015年第10期2818-2822,共5页
基金
内蒙古工业大学科学研究基金项目(ZS201135)
文摘
为解决传统人工势场法用于机器人路径规划时出现的各种问题,提出相应的改进方法。针对障碍物距目标点太近导致的目标不可达问题,采用缩小障碍物影响范围的方法来解决;针对局部极小点导致的陷阱问题,提出障碍物影响范围分层的思想,使机器人能够顺利到达目标点。改进后的势场法适用于各种复杂环境下的移动机器人路径规划,且可以进行优化路径选择,仿真结果表明了该方法的有效性。
关键词
人工
势
场
法
移动机器人
路径
规划
局部
极小
点
影响范围
Keywords
artificial potential field approach
mobile robot
path planning
local minimum point
scope of influence
分类号
TP242 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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职称材料
题名
基于改进人工势场法的移动机器人避障路径规划算法
被引量:
7
9
作者
倪天伟
江红
林金珠
机构
河海大学文天学院
河海大学计算机与信息学院
出处
《常州大学学报(自然科学版)》
CAS
2016年第5期74-77,共4页
基金
河海大学文天学院校级科研项目(WT15001)
文摘
路径规划是移动机器人系统的重要组成部分,及时有效的避开障碍物到达目标点是路径规划中非常重要的一个研究方向。在研究移动机器人避障控制特点的同时,把改进的人工势场法引入到移动机器人的避障路径规划中来,有效缓解传统人工势场法在路径规划中可能陷入的局部极小点问题。经仿真实验和实践,证明了该算法的可行性和有效性。
关键词
移动机器人
避障
路径
规划
人工
势
场
法
局部
极小
点
Keywords
mobile robot
anti-collision path planning
artificial potential field method~ local minimum
分类号
TP18 [自动化与计算机技术—控制理论与控制工程]
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职称材料
题名
基于改进人工势场法的移动机器人路径规划
被引量:
45
10
作者
徐小强
王明勇
冒燕
机构
武汉理工大学自动化学院
出处
《计算机应用》
CSCD
北大核心
2020年第12期3508-3512,共5页
基金
中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(2019IVA045)。
文摘
针对传统人工势场法在路径规划过程中容易陷入陷阱区域和局部极小点的问题,提出了一种改进人工势场法。首先,提出安全距离概念,避免了不必要的路径,从而解决了路径过长和算法运行时间过长问题;然后,为避免机器人陷入局部极小点和陷阱区域,在算法中引入预测距离,使得算法可以在机器人陷入局部极小点或陷阱区域之前做出反应;最后,通过合理设置虚拟目标点,引导机器人避开局部极小点和陷阱区域。实验结果表明,改进算法可以有效解决传统算法容易陷入局部极小点和陷阱区域的问题;同时,相较于传统人工势场法,所提算法规划出的路径长度减少了5.2%,计算速度提高了405.56%。
关键词
人工
势
场
法
路径
规划
虚拟目标点
陷阱区域
局部
极小
点
Keywords
Artificial Potential Field method(APF)
path planning
virtual target point
trap area
local minimum
分类号
TP242.6 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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职称材料
题名
基于人工势场法的移动机器人局部路径规划
被引量:
20
11
作者
王迪
李彩虹
郭娜
张宁
机构
山东理工大学计算机科学与技术学院
出处
《山东理工大学学报(自然科学版)》
CAS
2021年第1期21-26,32,共7页
基金
国家自然科学基金项目(61473179)。
文摘
在有障碍物的环境中进行局部路径规划时,传统的人工势场法存在局部极小点问题,导致移动机器人徘徊不前,无法到达目标点。为解决局部极小点问题提出了基于人工势场法的左转势场法和虚拟目标点法。左转势场法将处于局部极小点的移动机器人强制转向,跳出局部极小点;虚拟目标点法是当移动机器人处于局部极小点时在合适位置设置虚拟目标点,忽略目标点和障碍物对移动机器人的作用,使移动机器人转向,跳出局部极小点。经Matlab仿真证明,这两种方法均能绕开局部极小点,顺利到达目标点。
关键词
人工
势
场
法
左转
势
场
法
虚拟目标点
法
局部
路径
规划
移动机器人
Keywords
artificial potential field method
left turn artificial potential field method
virtual target point method
local path planning
mobile robot
分类号
TP242 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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职称材料
题名
改进人工势场法的移动机器人路径规划研究
被引量:
63
12
作者
梁献霞
刘朝英
宋雪玲
张英坤
机构
河北科技大学电气工程学院
河北省科学院应用数学研究所
出处
《计算机仿真》
北大核心
2018年第4期291-294,361,共5页
文摘
在室内移动机器人路径规划研究中,人工势场法是其常用方法之一。针对传统人工势场法进行规划时,会出现局部极小点问题,分析由此导致路径规划失败的原因。在改进的势函数基础上,提出通过扇区划分的方法,在移动机器人陷入局部极小点周围适当范围内增加虚拟障碍物,使其和原障碍物及目标点共同作用下对移动机器人产生作用力。这样,能够解决传统人工势场法中出现的局部极小点情况。最后,在MATLAB环境下进行仿真,其结果验证了上述方法的有效性。
关键词
移动机器人
路径
规划
人工
势
场
法
局部
极小
点
扇区划分
虚拟障碍物
Keywords
Mobile robot
Path planning
Artificial potential field
Local minimum
Sector division
Virtual obstacle
分类号
TP242 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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职称材料
题名
基于模糊势场法的移动机器人局部路径规划
被引量:
11
13
作者
王迪
李彩虹
郭娜
刘国名
高腾腾
机构
山东理工大学计算机科学与技术学院
出处
《计算机工程与应用》
CSCD
北大核心
2021年第6期212-218,共7页
基金
国家自然科学基金(61473179,61973184)。
文摘
针对采用传统人工势场法进行移动机器人局部路径规划时存在的局部极小点和规划路径过长等问题,提出了一种基于虚拟目标点和有限状态机的模糊势场法。构造基于人工势场的虚拟目标点法来解决局部极小点问题,在合适的位置设置虚拟目标点使机器人逃离局部极小点区域。将虚拟目标点法与模糊控制相结合,对障碍物环境进行预测,及时避障,解决机器人在复杂环境中采用虚拟目标点法规划路径时存在的路径过长问题。设计一个有限状态机来判断障碍物环境,执行算法转换策略,使改进算法适用于多种复杂环境。所设计算法在MATLAB平台上进行了仿真验证。结果表明,该算法能够使机器人逃出局部极小点、缩短规划路径。算法不仅适用于简单、离散环境,在传统算法运行困难的、复杂的环境中,例如墙型、U型和多U型障碍物环境,也能规划出可行的优化路径。
关键词
移动机器人
局部
路径
规划
模糊
势
场
法
虚拟目标点
局部
极小
点
有限状态机
Keywords
mobile robot
local path planning
fuzzy potential field method
virtual target point
local minimum point
Finite State Machine(FSM)
分类号
TP242 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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职称材料
题名
一种基于改进人工势场法的移动机器人路径规划
被引量:
9
14
作者
罗胜华
刘国荣
蒋燕
机构
湘潭大学信息工程学院
湖南工程学院
出处
《微计算机信息》
2009年第29期188-190,共3页
文摘
人工势场法因反应速度快、计算量小和实时性等优点,在移动机器人路径规划中获得广泛的应用。本文分析了传统的人工势场法由于局部最小问题而导致规划失败的原因,对可能产生局部极小值区域的障碍物外部几何形状进行分析。提出了增加引导点与增量项的方法,使得机器人能够快速走出极值点,向目标点移动。文中利用改进的人工势场法进行仿真实验成功地规划出在复杂环境下光滑路径,证实了该方法的有效性。
关键词
移动机器人
路径
规划
人工
势
场
法
局部
极小
值
Keywords
mobile robot
path planning
artificial potential field
local minimum
分类号
TP242 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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职称材料
题名
基于改进人工势场算法的移动机器人路径规划
被引量:
3
15
作者
谢亚楠
佟威
和箫
机构
西安建筑科技大学信息与控制工程学院
出处
《工业控制计算机》
2016年第6期45-46,48,共3页
文摘
传统人工势场法因结构简单,便于底层实时控制得到广泛应用,但是存在目标点不可达、局部极小值问题。提出以改变斥力角度和确定虚拟局部最小区域半径来改进人工势场法,同时采用粒子群优化算法对改进算法中的斥力角度和虚拟区域半径进行优化,使机器人在陷入局部极小值时能够快速逃出,向目标点运动。仿真结果表明,该方法能有效地解决人工势场法易陷入局部极小值的问题。
关键词
移动机器人
路径
规划
人工
势
场
法
局部
极小
值
Keywords
rnobile robot,path planning,artificial potential field method,local minimum value
分类号
TP242 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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职称材料
题名
改进人工势场法的移动机器人路径规划
被引量:
16
16
作者
张鹏彬
曾钰培
机构
中国石油大学(华东)化学工程学院
出处
《机器人技术与应用》
2018年第3期27-29,共3页
基金
国家级大学生创新创业训练计划资助项目
项目编号:201710425022
文摘
针对传统人工势场法存在的局部极小点问题,本文提出了一种改进的人工势场算法。该算法在判断机器人陷入局部极小点时,首先使用选取在障碍物一侧的中间目标点代替真正的目标点引导机器人,使机器人摆脱局部极小点,然后再使用真正的目标点引导机器人继续向原目标点运动,较好地解决了路径规划失败的问题。最后,在Matlab和Mobile Sim中对算法进行了仿真实验,验证了该方法的有效性。
关键词
移动机器人
人工
势
场
法
路径
规划
中间目标点
局部
极小
点
分类号
TP242 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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职称材料
题名
改进人工势场法在机器人路径规划中的应用
被引量:
63
17
作者
罗乾又
张华
王姮
解兴哲
机构
西南科技大学机器人技术及应用四川省重点实验室
出处
《计算机工程与设计》
CSCD
北大核心
2011年第4期1411-1413,1418,共4页
基金
四川省科技厅支撑基金项目(2010GZ0229)
文摘
为解决传统人工势场法用于机器人路径规划时会出现规划失败的问题,分析了由于局部极小点问题而导致规划失败的原因。在已改进人工势场函数的基础上,提出了通过增加虚拟目标点和原目标点共同对机器人产生引力的方法来解决传统人工势场法中出现的局部极小点问题。在Mobotsim中对算法的仿真结果表明了该方法的可行性和有效性。
关键词
移动机器人
路径
规划
人工
势
场
法
虚拟目标
局部
极小
点
Keywords
mobile robot
local path planning
artificial potential field
virtual goal
local minimum
分类号
TP242 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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职称材料
题名
改进人工势场法的机器人路径规划
被引量:
22
18
作者
卢恩超
张邓斓
宁雅男
冯晓海
李莹
机构
西北大学信息科学与技术学院
西北大学经济管理学院
出处
《西北大学学报(自然科学版)》
CAS
CSCD
北大核心
2012年第5期735-738,共4页
文摘
目的解决复杂环境中存在大型障碍物导致路径规划失败的问题。方法基于改进人工势场法的基础上结合边缘探测法,引入沿边走行为。结果移动机器人能够顺利到达目标点。结论改进后的人工势场法结合边缘探测法确保移动机器人快速走出局部极值点且能躲避大型障碍物。仿真结果验证了该方法的有效性。
关键词
路径
规划
人工
势
场
法
局部
极
值点
边缘探测
Keywords
path planning
artificial potential field
local minimum
edge detection
分类号
TP242 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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职称材料
题名
基于改进人工势场法的机器人路径规划研究
被引量:
10
19
作者
单宝明
周培培
机构
青岛科技大学自动化学院
出处
《信息技术》
2014年第1期170-173,共4页
文摘
传统人工势场法在机器人路径规划中存在障碍物附近目标不可达(GNRON)和局部极小值问题,针对目标不可达问题,使用改进斥力场函数的方法。针对局部极小值问题,在改进人工势场法的基础上,利用随机逃离和沿等势线逃离的方法,并且对此方法进行分析和改进,改进后的方法优化处理了机器人的避障路径。仿真结果证明了此方法的有效性。
关键词
路径
规划
人工
势
场
法
gnron
局部
极小
随机逃离溉
Keywords
path planning
artificial potential field method
gnron
local minimum
random escape
分类号
TP273 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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职称材料
题名
未知环境下势场法路径规划的局部极小问题研究
被引量:
60
20
作者
朱毅
张涛
宋靖雁
机构
清华大学自动化系
飞行器控制一体化技术国防科技重点实验室
出处
《自动化学报》
EI
CSCD
北大核心
2010年第8期1122-1130,共9页
基金
航空科学基金(20080758003)资助~~
文摘
势场法路径规划的局部极小问题已经受到了多年关注,本文针对环境完全未知的情况为移动机器人设计了一种基于行为的解决方法.该方法通过合理设计各种行为间的转换条件以保证可靠性,并引入记忆信息以增强机器人对周边环境的认知能力,从而降低决策的盲目性,更准确地决定当前应采用的合适行为.本文方法对于凸形边界障碍物的有效性得到了证明.针对一些复杂的凹形边界障碍物,仿真结果表明,该方法相对于一些已有方法更加可靠.基于真实机器人的实验验证了该方法的可行性.
关键词
移动机器人
路径
规划
势
场
法
局部
极小
未知环境
Keywords
Mobile robot
path planning
potential field method
local minima
unknown environment
分类号
TP242 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于改进人工势场法的移动机器人局部路径规划
张国胜
李彩虹
张耀玉
李永迪
周瑞红
《山东理工大学学报(自然科学版)》
CAS
2023
4
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职称材料
2
基于APF-LSTM-DDPG算法的移动机器人局部路径规划
李永迪
李彩虹
张耀玉
张国胜
周瑞红
梁振英
《山东理工大学学报(自然科学版)》
CAS
2024
0
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职称材料
3
基于改进人工势场法的移动机器人局部路径规划的研究
刘义
张宇
《现代机械》
2006
17
下载PDF
职称材料
4
基于势场法的移动机器人路径规划仿真研究
金雷泽
杜振军
贾凯
《计算机工程与应用》
CSCD
北大核心
2007
14
下载PDF
职称材料
5
基于改进人工势场法的移动机器人路径规划
石为人
黄兴华
周伟
《计算机应用》
CSCD
北大核心
2010
62
下载PDF
职称材料
6
基于动态模糊人工势场法的移动机器人路径规划
孟蕊
苏维均
连晓峰
《计算机工程与设计》
CSCD
北大核心
2010
21
下载PDF
职称材料
7
基于改进人工势场法的移动机器人路径规划
宋建辉
代涛
刘砚菊
《计算机工程与科学》
CSCD
北大核心
2017
43
下载PDF
职称材料
8
基于改进人工势场法的移动机器人路径规划
温素芳
郭光耀
《计算机工程与设计》
北大核心
2015
46
下载PDF
职称材料
9
基于改进人工势场法的移动机器人避障路径规划算法
倪天伟
江红
林金珠
《常州大学学报(自然科学版)》
CAS
2016
7
下载PDF
职称材料
10
基于改进人工势场法的移动机器人路径规划
徐小强
王明勇
冒燕
《计算机应用》
CSCD
北大核心
2020
45
下载PDF
职称材料
11
基于人工势场法的移动机器人局部路径规划
王迪
李彩虹
郭娜
张宁
《山东理工大学学报(自然科学版)》
CAS
2021
20
下载PDF
职称材料
12
改进人工势场法的移动机器人路径规划研究
梁献霞
刘朝英
宋雪玲
张英坤
《计算机仿真》
北大核心
2018
63
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职称材料
13
基于模糊势场法的移动机器人局部路径规划
王迪
李彩虹
郭娜
刘国名
高腾腾
《计算机工程与应用》
CSCD
北大核心
2021
11
下载PDF
职称材料
14
一种基于改进人工势场法的移动机器人路径规划
罗胜华
刘国荣
蒋燕
《微计算机信息》
2009
9
下载PDF
职称材料
15
基于改进人工势场算法的移动机器人路径规划
谢亚楠
佟威
和箫
《工业控制计算机》
2016
3
下载PDF
职称材料
16
改进人工势场法的移动机器人路径规划
张鹏彬
曾钰培
《机器人技术与应用》
2018
16
下载PDF
职称材料
17
改进人工势场法在机器人路径规划中的应用
罗乾又
张华
王姮
解兴哲
《计算机工程与设计》
CSCD
北大核心
2011
63
下载PDF
职称材料
18
改进人工势场法的机器人路径规划
卢恩超
张邓斓
宁雅男
冯晓海
李莹
《西北大学学报(自然科学版)》
CAS
CSCD
北大核心
2012
22
下载PDF
职称材料
19
基于改进人工势场法的机器人路径规划研究
单宝明
周培培
《信息技术》
2014
10
下载PDF
职称材料
20
未知环境下势场法路径规划的局部极小问题研究
朱毅
张涛
宋靖雁
《自动化学报》
EI
CSCD
北大核心
2010
60
下载PDF
职称材料
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