动态未知环境下一种Hopfield神经网络路径规划方法

摘要

针对动态未知环境下移动机器人路径规划问题,采用一种有效的局部连接Hopfiled神经网络(Hopfieldneural networks HNN)来表示机器人的工作空间.机器人在HNN所形成的动态数值势场上进行爬山搜索法来形成避碰路径,并且不存在非期望的局部吸引点.HNN权值设计中考虑了路径安全性因素,通过在障碍物附件形成局部虚拟排斥力来形成安全路径.HNN的连接权是非对称的,并且考虑了信号传播时延.分析了HNN的稳定性,所给稳定性条件和时延无关.HNN模型中突出了最大传播激励,从而使得HNN具有更广的稳定性范围并能表示具有更多节点的机器人工作空间.为对该HNN有效仿真求解,结合约束距离变换和HNN的时延性,给出了单处理器上高效的串行模拟方案,规划路径的时间复杂度为O(N)(N是HNN中神经元的数目),使得路径重规划能快速在线进行.仿真和实验表明该方法的有效性.