局部路径规划

摘要： 无人驾驶汽车是目前汽车发展的一个大方向,无人驾驶的实现依靠于汽车的感知、决策和控制功能。路径规划属于决策中重要的一环。目前,无人驾驶汽车的路径规划算法存在受环境影响较大,无法适用于复杂的道路环境的问题,基于此文章对无人驾驶汽车轨迹规划算法进行归纳。其在广义上可分成全局路径规划和局部路径规划两种,文章对上述两种规划进行细分并介绍了各种路径规划方法的原理,分析了各个方法的优劣,为无人驾驶汽车路径规划算法的研究提供参考。

摘要： 文章主要针对无人驾驶车辆在进行路径跟踪遇到障碍物时,需要局部重新规划出一条可行路径的问题,首先基于车辆点质量模型的MPC局部路径规划算法,得到满足车辆动力学约束并实现避障功能的局部路径,然后在二自由度车辆动力学模型的基础上基于MPC进行路径的跟踪,最后使用Simulink/Carsim进行联合仿真验证,结果表明基于该局部路径规划与路径跟踪算法能够可靠地规划出避开障碍物的局部路径,实现高速下的路径跟踪。

摘要： 针对未知水下环境下的自主水下航行器(autonomous underwater vehicle,AUV)目标搜索问题,传统方法搜索速度慢且以解决二维平面下搜索问题为主,本文提出了一种基于改进RRT(rapid-exploration random tree)的未知三维环境目标搜索算法。在搜索方面,分别建立了包括目标存在概率地图、不确定度地图、区域遍历度地图在内的实时地图并设定其更新规则,根据搜索目标建立决策函数;在局部规划方面,将滚动规划与改进RRT算法相结合,规划出到搜索决策点的路径。二者的结合,实现了AUV在三维空间下在线实时搜索。仿真表明,该算法具有较强的遍历能力,提高了三维空间下目标搜索的速度。

摘要： 根据无人车动态实时避障的需求,提出一种基于人工势场法的局部避障路径规划算法,通过改进势场环境及势场力来解决传统势场法局部极小值和目标不可达的问题.考虑车辆碰撞安全性,对侧向动态障碍物和同向动态障碍物工况进行分析,采用动态窗口法进行实时动态避障规划.同时为保证规划路径的平滑性和可跟踪性,采用贝塞尔曲线对轨迹进行平滑处理.最后,在CarSim和Matlab/Simulink联合仿真平台下,对所提出的控制算法进行验证.仿真结果表明了规划算法的避障有效性、安全性以及可跟踪性.

摘要： 针对矿区中自动驾驶车辆在采掘面与排土场作业场景下的局部路径规划问题,提出基于Dubins曲线的无人驾驶车辆无碰撞、平滑的局部路径规划方法。首先针对矿区场景,基于Dubins曲线,提出路径规划及车辆轨迹点求解方法,得到一组局部路径。然后在满足车辆运动学约束的条件下,基于车辆自行车模型,建立车辆可行域,结合分离轴理论,设计碰撞检测算法实时检测Dubins曲线路径,快速筛选出无碰撞轨迹。设计评价函数H,通过比较曲线的评价函数值,最终得到损失值最小的路径。采用B样条曲线平滑,即可得到一条最优的局部路径。在仿真软件中,设置特定场景,对所提出的路径规划方法进行仿真试验。结果表明,该方法所规划的局部路径能够满足车辆运动学约束,同时设计函数H值达到158.7,路径最短且平滑。该文所提的局部路径规划方法,对解决矿区采掘面和排土场场景中的局部路径规划问题在实时性与有效性上有显著效果,可以为该场景下的无人驾驶车局部路径规划提供理论和实践依据。

摘要： 传统的机器人局部路径规划方法多为已有先验地图的情况设计,导致其在与视觉(simultaneous localization and mapping,SLAM)结合的导航中效果不佳。为此传统的机器人局部路径规划方法多为已有先验地图的情况设计,导致其在与视觉SLAM结合的导航中效果不佳。为此,本文提出一种基于深度强化学习的视觉局部路径规划策略。首先,基于视觉同时定位与建图(SLAM)技术建立周围环境的栅格地图,并使用A*算法规划全局路径;其次,综合考虑避障、机器人行走效率、位姿跟踪等问题,构建基于深度强化学习的局部路径规划策略,设计以前进、左转、右转为基本元素的离散动作空间,以及基于彩色图、深度图、特征点图等视觉观测的状态空间,利用近端策略优化(proximal policy optimization,PPO)算法学习和探索最佳状态动作映射网络。Habitat仿真平台运行结果表明,所提出的局部路径规划策略能够在实时创建的地图上规划出一条最优或次优路径。相比于传统的局部路径规划算法,平均成功率提高了53.9%,位姿跟踪丢失率减小了66.5%,碰撞率减小了30.1%。

摘要： 针对目前消防机器人导航控制技术智能化和可靠性偏低的问题,研发了一种新型的消防机器人导航控制系统。操作者只需在电子地图上指定消防机器人运动的起点和终点,机器人便可对周边环境进行建图与定位、局部路径规划及跟踪,使得消防机器人可以根据周边地形的变化,实时修正自身运动,为实现消防机器人在操作人员视线以外的地形复杂地域执行任务奠定基础。

摘要： 移动机器人在完成自主导航过程中会受到地图障碍物信息和自身物理因素的影响,而偏离全局路径规划出的全局路线,使得机器人自主导航的精准度降低。引进TEB局部路径算法来规划全局路线,生成基于离散时间的路径点,得到一条满足运动学约束、动力学约束、障碍物约束和时间约束的最优运动轨迹。仿真结果表明:该算法规划出来的运动轨迹能有效跟踪全局路径,提高了机器人自主导航的稳定性。

摘要： 在四轮差速机器人自主运行的过程中,为了更好的完成任务要求,需要加入一个实时的检测,当机器人遇到障碍物时根据需要对路径进行调整,以避开障碍物,所以这就需要加入局部路径规划的算法。Time-Elastic-Band(TEB)算法所规划的局部路径在规避障碍物时不能完全符合机器人的运动状态,因此需对原算法进行优化,并基于ROS平台对优化后的算法进行仿真测试,最终得到符合机器人实际运动状态的局部路径。

摘要： 为了解决传统人工势场法在无人艇局部路径规划中容易陷入局部极小点、目标不可达以及无人艇航行过程中的安全问题,对传统的人工势场法进行了优化。通过引入一阈值解决了无人艇路径规划过程中因引力过大而与障碍物相撞的问题;提出模糊远近界点的概念解决了目标不可达问题;结合模拟退火算法,解决了局部最小值问题。当无人艇陷入局部最小点时,利用Metropolis准则以一定的概率跳出局部最小点。经过Matlab仿真结果表明,改进后的人工势场法可以帮助无人艇在多障碍物环境中安全到达目标点。

摘要： 车辆智能化已成为广泛被业界认可的发展趋势和研究热点,智能车辆技术能够有效预防交通事故的发生,从而减少事故伤亡,极大地提高了车辆的安全性,具有广阔的发展空间和应用前景.本项目基于智能道路空间环境,探究汽车主动避障技术,其主要研究内容包括基于机器视觉的车道线以及车辆的识别与跟踪、驾驶员人脸识别技术、基于车车通讯的车辆危险等级预警、车辆局部路径规划与跟随,以及人机协同驾驶控制策略初探,本研究为智能车辆的发展与应用提供了技术储备.

摘要： 为解决计算机生成兵力(CGF)实体在虚拟战场环境下如何利用局部环境信息动态地规划出连续平滑的避障路径,提出一种基于Catmull-Rom样条曲线的局部路径规划方法.借助Catmull-Rom三次样条曲线来描述路径,根据CGF实体当前所在位置的局部战场环境信息,在滚动时间窗口内利用与路径相交的障碍物的几何信息插入合适的样条控制点来得到光滑的避障路径,并在众多的可行局部路径中选择评价函数相对最优的一条路径.仿真结果表明:所提算法可以在矢量化虚拟环境中快速有效地实现CGF实体的无碰撞局部路径规划,且规划路径平滑,便于CGF实体运动控制.

摘要： 本文以美国iRobot公司生产的移动机器人ATRV为实验平台,提出了一种基于模糊控制算法的局部路径规划技术,引导移动机器人ATRV穿越具有障碍物的环境,不与障碍物发生碰撞,到达预定的目标.该算法将模糊控制器进行模块化设计,使得该算法更加简便高效.通过仿真结果看以看出,该算法是可行有效的.

摘要： 本文介绍了一种基于RT3050 GPS/INS导航系统的局部路径规划方法.该方法根据GPS所能提供的信息,实现了电子地图采集、基于电子地图及GPS输出路点信息的局部路径规划方法,并通过基于车辆模型的局部路径规划仿真,验证了该方法的有效性.

摘要： 本文将Q强化学习算法应用于移动机器人局部路径规划,解决了移动机器人在复杂环境中的局部路径规划问题.采用基于信任分配的CMAC神经网络实现了该算法,显著提高了传统CMAC在线学习的速度与准确性.仿真实验证明:该强化学习算法不仅能够适应复杂的环境,而且具有较强的自学习能力.

摘要： 反向传播神经网络是解决移动机器人局部路径规划问题最常用的方法.提出用“批处理”方式训练BP神经网络,并用FPGA对神经网络训练和工作过程进行硬件加速.实验结果表明,与运行在Intel四核i3-2100处理器上的程序相比,它可获得超过100倍的加速效果,并且FPGA加速器还能够大大降低功耗.

摘要： 研究了复杂动态环境下具有局部感知能力的移动机器人路径规划问题.针对传统势场法避障在拥塞环境下存在局部振荡的问题,提出虚拟侧滑力的方法,障碍物对机器人产生侧滑排斥力,而非传统的反向排斥力,并由力来直接引导机器人运动.静态障碍物的侧滑力计算与障碍物距离、朝向及目标点朝向有关;动态障碍物的侧滑力计算应考虑其速度信息.为解决局部最小问题,对机器人已走路径进行跟踪监督,当机器人路径在一段时间内出现重复时,确认其已处于陷阱状态,继而采用沿墙走的策略来摆脱陷阱.仿真结果验证了算法在复杂动态环境下的实时性和有效性.

摘要： 本文提出了基于生态化的规划方法,采用期望路径逼近,滚动规划调整的方法,以折中处理速度和克服误差干扰,保持路径平滑.

摘要： 一种路径规划方法、路径规划装置、路径规划系统和介质，用于规划可移动平台的移动路径，该方法包括：获取可移动平台运行环境的语义地图，语义地图中各个图像区域的语义信息与可移动平台的避障策略具有对应关系；根据语义地图，确定语义地图中目标图像区域的语义信息；根据目标图像区域的语义信息对应的可移动平台的避障策略，规划可移动平台避开目标图像区域对应的目标对象的移动路径。

摘要： 一种路径规划方法、路径规划装置(2100)、路径规划系统和介质。方法用于规划可移动平台的移动路径，包括：获取可移动平台的运行环境中辅助点的位置信息，辅助点的位置信息是基于用户对控制装置的操作生成的(S302)；至少基于辅助点的位置信息规划可移动平台从返航起始点移动到返航目标点的移动路径(S304)。

摘要： 管理服务器具备：位置确认部，其确认车辆的经由地点以及车辆的位置；目的函数决定部，其决定目的函数；车辆判断部，其基于从多个车辆收集的信息来判断各个车辆是移动中或预定移动的移动车辆和停止中的停止车辆的哪一者；和运算分配决定部，其对能运算目的函数的停止车辆决定用于规划消耗从能量蓄积部对驱动源供给的能量而进行移动的移动车辆的路径的运算处理的分配，经过服务器侧通信部来使停止车辆所具有的控制器进行运算。

摘要： 本公开提供了一种无人机路径规划方法、无人机路径规划装置及电子设备。该方法包括在三维空间地图上确定无人机在目标飞行区域中相邻的两个目标路径点；在检测到相邻的两个目标路径点之间存在障碍物的情况下，在飞行顺序靠前的目标路径点与障碍物的边界点之间确定第i偏航点；根据第i偏航点和预设偏航规则，对无人机的偏航方位进行调整；在无人机基于调整后的偏航方位进行路径规划后，响应于路径规划后的当前位置与和飞行顺序靠后的目标路径点之间存在障碍物，根据第i+1偏航点和预设偏航规则，继续对无人机的偏航方位进行迭代调整；根据相邻的两个目标路径点和所有的偏航点生成相邻的两个目标路径点之间的目标路径。

摘要： 本发明公开了移动机器人全局路径规划与局部路径规划融合方法及设备，利用改进后的全局路径规划A*算法在栅格地图上规划全局路径；改进后的全局路径规划A*算法为在全局路径规划A*算法的成本评价函数中集成有节点角度信息和节点距离信息的算法；采用平滑策略对全局划路径进行平滑处理，得到平滑后的全局路径；利用融合算法从平滑后的全局路径上选取局部路径规划的目标，使得规划路径接近平滑后的全局路径，完成全局路径规划与局部路径规划融合；融合算法为改进后的全局路径规划A*算法与局部路径规划动态窗口法融合得到的算法。本发明能够解决现有路径规划方法中移动机器人规划路径效率低、拐点频繁和无法躲避未知障碍物的问题。

摘要： 本发明提供了一种基于动态规划的局部路径规划方法，包括：获取当前参考路径；当当前层不为当前参考路径的终点时，确定当前层的每个节点与上一层的每个节点间的圆弧曲线，再进行筛选，直至得到终点的上一层与终点的上一层的上一层的第一目标圆弧曲线；当当前层为当前参考路径的终点时，确定终点与终点的上一层的每个节点的圆弧曲线；对终点与终点的上一层的每个节点的圆弧曲线进行筛选，确定终点与终点的上一层间的第二目标圆弧曲线；以第二目标圆弧曲线对应的终点的上一层的节点为目标节点，直至确定起点的下一层与起点间的第二目标圆弧曲线；将相邻层的第二目标圆弧曲线进行拼接，得到局部路径。

摘要： 本发明公开了移动机器人全局路径规划与局部路径规划融合方法及设备，利用改进后的全局路径规划A*算法在栅格地图上规划全局路径；改进后的全局路径规划A*算法为在全局路径规划A*算法的成本评价函数中集成有节点角度信息和节点距离信息的算法；采用平滑策略对全局划路径进行平滑处理，得到平滑后的全局路径；利用融合算法从平滑后的全局路径上选取局部路径规划的目标，使得规划路径接近平滑后的全局路径，完成全局路径规划与局部路径规划融合；融合算法为改进后的全局路径规划A*算法与局部路径规划动态窗口法融合得到的算法。本发明能够解决现有路径规划方法中移动机器人规划路径效率低、拐点频繁和无法躲避未知障碍物的问题。

摘要： 本发明提供了一种基于动态规划的局部路径规划方法，包括：获取当前参考路径；当当前层不为当前参考路径的终点时，确定当前层的每个节点与上一层的每个节点间的圆弧曲线，再进行筛选，直至得到终点的上一层与终点的上一层的上一层的第一目标圆弧曲线；当当前层为当前参考路径的终点时，确定终点与终点的上一层的每个节点的圆弧曲线；对终点与终点的上一层的每个节点的圆弧曲线进行筛选，确定终点与终点的上一层间的第二目标圆弧曲线；以第二目标圆弧曲线对应的终点的上一层的节点为目标节点，直至确定起点的下一层与起点间的第二目标圆弧曲线；将相邻层的第二目标圆弧曲线进行拼接，得到局部路径。

摘要： 本公开涉及用于自主车辆的局部路径规划的最优路径库。描述了用于自主车辆路径规划和路径导航的方法、系统和装置。一个示例系统包括：离线服务器，被配置为生成用于导航地理区域的最优路径的库，其中该地理区域被表示为网格节点地图和定向网格箱地图，以及其中最优路径基于优化准则对应于在网格节点地图中的成对的网格对之间的路径；在自主车辆上的用于存储最优路径的库的存储设备；以及位于自主车辆上的在线服务器，被配置为基于自主车辆的当前位置和当前的前向访问来自存储设备的最优路径的库中的信息，并基于该信息导航自主车辆穿过该地理区域。

摘要： 本发明公开了一种基于路径点偏移的局部路径规划方法，包括步骤：S1：获取期望路径信息、当前车辆位姿和障碍物信息；S2：根据S1获取的各信息，进行初始期望路径点偏移绕过障碍物；S3：根据S2的偏移点，计算偏移后的路径点航向角增量和方位角增量；S4：车辆跟踪初始期望路径计算出的航向角和方位角，在此基础上加上S3中的航向角增量和方位角增量；S5：将S4的航向角和方位角输出给控制层对车辆进行控制。本发明的路径规划方法计算量小且研发周期短，便于后期的维护，而且在避障过程中，实时探测障碍物的横向距离来进行避障，即使不能获得障碍物长度也可进行实时的避障，提高了其适用性。