融合改进A*与DWA算法的机器人动态路径规划

传统A*算法是移动机器人全局路径规划的常用算法之一,但是算法搜索效率低、规划路径转折点多、面对复杂环境中随机出现的动态障碍物无法实现动态路径规划。针对这些问题,在考虑全局最优的基础上将改进A*与DWA算法融合,量化环境中的障碍物信息,根据此信息调节A*算法启发函数的权重,提高算法的效率和灵活性。基于Floyd算法思想设计路径节点优化算法,删除冗余节点,减少转折,提高路径平滑度。基于全局最优设计DWA算法的动态窗口评价函数,用于区分已知障碍物和未知动态、静态障碍物,提取改进A*算法规划路径的关键点作为DWA算法的临时目标点,在全局最优的基础上实现了改进A*与DWA算法融合。实验结果表明,在复杂环境中,融合算法规划路径既能保证全局最优,又能及时有效地躲避环境中出现的动静态障碍物,实现复杂环境中的动态路径规划。     

应用于机器人路径规划的双向时效A*算法

针对时效A*算法为了大幅减少算法时间,导致路径规划长度增加和路径锯齿过多的问题,提出一种改进的双向时效A*算法,该方法将从起点和终点同时运行时效A*算法寻找路径,并采用多近邻栅格距离计算方案;同时,根据不同环境地图对传统A*算法、时效A*算法和双向时效A*算法运行结果进行对比研究及分析;最后,制定算法时间、路径长度两个指标来评判算法的优劣。实验结果显示,双向时效A*算法相对于传统A*算法,算法时间最大减少76.8%,相对于时效A*算法,时间最大减少55.4%,并解决了时效A*算法规划路径距离增加、路径不够平滑的问题。     

融合改进A*算法和Morphin算法的移动机器人动态路径规划

在动态未知环境下对机器人进行路径规划,传统A*算法可能出现碰撞或者路径规划失败问题。为了满足移动机器人全局路径规划最优和实时避障的需求,提出一种改进A*算法与Morphin搜索树算法相结合的动态路径规划方法。首先通过改进A*算法减少路径规划过程中关键节点的选取,在规划出一条全局较优路径的同时对路径平滑处理。然后基于移动机器人传感器采集的局部信息,利用Morphin搜索树算法对全局路径进行动态的局部规划,确保更好的全局路径的基础上,实时避开障碍物行驶到目标点。MATLAB仿真实验结果表明,提出的动态路径规划方法在时间和路径上得到提升,在优化全局路径规划的基础上修正局部路径,实现动态避障提高机器人达到目标点的效率。     

融合环境信息和运动约束的改进A*算法研究

标准A*算法存在着无法考虑移动机器人运动特性及处理后的路径不利于移动机器人运动等问题。针对这一问题提出了一种新改进A*算法,通过环境信息引入障碍物权重系数来改进算法的启发函数并进行全局路径规划;优化搜索节点的选取方式和设定障碍物与路径之间的安全距离;基于对移动机器人的运动特性的考虑优化其路径,并在不同环境地图中与其他算法进行仿真实验对比分析。相关实验表明：基于新改进A*算法规划的路径始终与障碍物保持一定的安全距离;改进A*算法在时间上相比标准A*算法平均减少了80%,路径长度平均减少了2%,路径转角平均降低了82%。改进后算法相比其他算法在时间、搜索节点以及平滑度上有很大的改进,融合机器人环境信息和运动特性的规划路径算法可为移动机器人的路径规划提供一种新的方法。     

改进BIT*与DWA算法的动态路径规划

传统批通知树（batch informed trees,BIT*）算法结合了RRT*算法和A*算法的优势,但是该算法在复杂环境下无法躲避未知的动态障碍物,无法完成动态路径规划。针对该问题,提出了一种将改进的BIT*算法和改进的DWA算法相融合的算法。在传统BIT*算法的基础上对路径进行拉伸优化,提取关键转折点,减少路径长度;对传统DWA算法的距离评价函数进行改进、引入轨迹点评价函数,避免局部规划过分偏离,也减少了已知障碍物对路径的影响;将改进的BIT*算法与改进的DWA算法相融合,将提取的关键转折点作为DWA的中间目标点,弥补全局规划算法无法躲避动态障碍物的缺点以及局部规划算法全局能力低下的缺点。在动静态地图中对RRT*算法、BIT*算法、DWA算法、改进BIT*算法以及融合算法进行仿真实验,仿真结果表明：在复杂环境中,改进的BIT*算法具有更短的路径和更少的拐点;与传统的DWA算法相比,融合算法规划的路线更平滑,机器人既能实时动态避障抵达终点,又能更加贴近全局路径,保证路线全局最优。     

一种基于启发式搜索的跨域认证路径构建算法

针对跨域认证中存在域间与域内路径反复交替查找的特点,提出一种基于启发式搜索的AD*跨域认证路径构建算法。结合A*和D* 2种搜索方法,即在静态的域内查找认证路径时使用A*算法,在动态的域间使用D*算法。实验结果表明,该算法能在一定程度上避免路径查找的不确定性,有效提高跨域认证路径构造的速度。     

基于WGAN-GP的搜索式路径规划算法

为了提升搜索式路径规划算法在C字型障碍中的探索效率,提出了一种基于对抗生成网络的A*算法。首先使用训练更为稳定的梯度惩罚Wasserstein对抗生成网络（WGAN-GP）生成存在可行路径的感兴趣区域;然后使用A*算法优先探索该区域,使得路径规划能够被有效引导;最终形成一条连续的路径。经过实验仿真验证,其相较于传统A*算法节约了31%的规划时间、减少了22.84%的探索空间,提升了路径规划算法的效率。实验结果表明,改进的A*算法具有较高的探索效率,能够更好地应用于机器人路径规划中。     

基于改进A和DWA的无人艇路径规划算法

针对存在动态障碍的复杂海洋环境中无人艇的应用,提出了基于改进A*和DWA的无人艇路径规划算法.在全局路径规划时,基于动态改变步长方法设计了一种改进的快速平滑A*算法,克服了传统A*算法存在的大范围搜索时效率低下、生成路径不平滑等缺点,基于无人艇传感及导航信息,通过在DWA的评价函数中增加路径偏差项,将全局规划与局部规划相结合,实现了动态环境下无人艇的路径规划.仿真实验结果表明,该算法相比传统A*算法,规划的路径平滑,运行效率提升了约30倍,并可以躲避环境中可能存在的动态障碍,确保无人艇安全、高效地到达目标点.     

基于改进A*算法和动态窗口法的机器人路径规划

针对移动机器人在复杂环境下(包含静态和动态环境)的路径规划效率低的问题,提出了一种改进的A*算法与动态窗口法相结合的混合算法。针对传统A*算法安全性不足的问题,采用障碍规避策略,优化节点的选择方式,增加路径的安全性;针对转折点多的问题,采用递归二分法优化策略,去除冗余节点,减少转弯次数;针对静态环境下路径平滑性不足的问题,采用动态内切圆平滑策略将折线角优化成弧度角,以增加路径的平滑性。对于传统动态窗口法的目标点附近存在障碍物时规划效果不好和容易在凹型槽类障碍物中陷入局部最优的问题,在原有的评价函数中引入了距离偏差和轨迹偏差。最后,对所提的改进A*算法和混合算法分别在静态和动态环境下与其他算法进行仿真比较。从结果可以看出,与传统混合算法相比,临时障碍环境下,路径长度和运行时间分别缩短了13.2%和65.8%;移动障碍环境下,路径长度和运行时间分别缩短了13.9%和44.9%,所提的算法提高了在复杂环境中规划路径的效率。     

融合JPS和改进A*算法的移动机器人路径规划

针对传统A*算法在场景较大的栅格地图路径规划时,很多冗余节点的遍历导致寻路算法内存消耗大、计算速度慢等问题,提出了一种对A*算法的改进策略.首先,改进启发函数的具体计算方式,利用切比雪夫距离替代欧氏距离使启发式函数精确地等于实际最佳路径,减少A*节点的拓展数量;其次,使用跳点搜索(JPS)策略筛选出跳点添加到OpenList和ClosedList代替A*算法中大量不必要的邻节点,通过跳点实现较长距离的跳跃,从而减少内存占用以及对节点的评估,直到生成最终路径.为了验证A*算法改进后的效果,在五种尺寸的二维栅格地图中进行仿真测试,结果表明,改进后的A*算法减少了大量寻路过程评估的节点,提高了寻路速度,并且随着地图尺寸的增加,改进后的A*算法能将寻路速度提高一个数量级以上.最后,将改进后的算法应用在移动机器人路径规划器上进行实验,在同一规划任务下,JPS策略下改进的A*算法较传统A*算法,路径搜索耗费时间减少了92.2％,拓展的节点减少了97.37％,能够满足大场景下移动机器人快速路径规划的要求.     

An Improved Q-RRT* Algorithm Based on Virtual Light

The Rapidly-exploring Random Tree (RRT) algorithm is an efficient path-planning algorithm based on random sampling. The RRT* algorithm is a variant of the RRT algorithm that can achieve convergence to the optimal solution. However, it has been proven to take an infinite time to do so. An improved Quick-RRT* (Q-RRT*) algorithm based on a virtual light source is proposed in this paper to overcome this problem. The virtual light-based Q-RRT* (LQ-RRT*) takes advantage of the heuristic information generated by the virtual light on the map. In this way, the tree can find the initial solution quickly. Next, the LQ-RRT* algorithm combines the heuristic information with the optimization capability of the Q-RRT* algorithm to find the approximate optimal solution. LQ-RRT* further optimizes the sampling space compared with the Q-RRT* algorithm and improves the sampling efficiency. The efficiency of the algorithm is verified by comparison experiments in different simulation environments. The results show that the proposed algorithm can converge to the approximate optimal solution in less time and with lower memory consumption.     

Batch-Theta* for path planning to the best goal in a goal set

The development of 3D cameras and many navigation-supporting sensors has recently enabled robots to build their working maps and navigate accurately, making path planning popular not just on computer graphics, but in real environments as well. Pursuing the solutions for robot path planning, this paper presents a variant of searching method Theta* for choosing the best goal among given goals and the lowest-cost path to it, called Batch-Theta*. The novelty lies at the proposed line-of-sight checking function during the searching process and the manner that the method handles the batch of goals during one search instead of repeatedly considering a single goal or blindly doing the exhausted search. The analysis and simulations show that the proposed Batch-Theta* efficiently finds the lowest-cost path to the best goal in a given goal set under Theta*’s mechanism.     

时态逻辑描述能力比较研究

时态逻辑在软件确认和模型检查中有广泛的应用。时态逻辑的不同变体有不同描述能力。正确理解时态逻辑的描述能力有助于书写系统特性的正确时态逻辑公式特性。论文从语法、语义域定义和语法到语义域映射三个方面对不同时态逻辑加以描述,对时态逻辑描述能力进行了比较。     

A semantically complete extension sequence of the system L

In this paper, the method of well-combined semantics and syntax proposed by Pavelka is applied to the research of the propositional calculus formal system L*. The partial constant values are taken as formulas, formulas are fuzzified in two manners of semantics and syntax, and inferring processes are fuzzified. A sequence of new extensions {Ln*} of the system L* is proposed, and the completeness of Ln* is proved.     

基于A*算法的八数码问题的程序求解

本文运用A^*算法对八数码问题进行目标结点搜索，并采用了两种不同的启发函数，对这两种惜况的搜索效率进行多方位的比较。     

逻辑系统L*和BL*的广义演绎定理的逆定理

利用形式推演方法，给出逻辑系统L*和BL*的广义演绎定理逆定理的证明，并利用系统BL*的完备性定理及广义演绎定理证明系统BL*的强可靠性定理。     

Efficient asymptotically-optimal path planning on manifolds

This paper presents an efficient approach for asymptotically-optimal path planning on implicitly-defined configuration spaces. Recently, several asymptotically-optimal path planners have been introduced, but they typically exhibit slow convergence rates. Moreover, these planners cannot operate on the configuration spaces that appear in the presence of kinematic or contact constraints, such as when manipulating an object with two arms or with a multifingered hand. In these cases, the configuration space usually becomes an implicit manifold embedded in a higher-dimensional joint ambient space. Existing sampling-based path planners on manifolds focus on finding a feasible solution, but they do not optimize the quality of the path in any sense and, thus, the returned solution is usually not adequate for direct execution. In this paper, we adapt several techniques to accelerate the convergence of the asymptotically-optimal planners and we use higher-dimensional continuation tools to deal with the case of implicitly-defined configuration spaces. The performance of the proposed approach is evaluated through various experiments.     

一种移动机器人路径规划新算法

快速搜索随机树（Rapidly-exploring random Tree Star,RRT*）算法在移动机器人实际应用中规划路径在转向部分存在较多的冗余转折点,导致移动机器人在移动转向过程中出现多次停顿与转向,为剔除规划路径中的冗余路径点,提高机器人移动流畅性,提出一种改进的 RRT*算法。算法将局部逆序试连法引入移动机器人路径规划,在确保RRT*算法概率完备性和渐进最优性的前提下,剔除规划路径中的冗余路径节点,使最终路径更加接近最短路径。通过MATLAB仿真实验证明,规划路径平均长度缩短4%,算法耗时缩短35%,改进后的RRT*算法能缩短规划路径且转向部分路径更加平滑。最后,使用改进后的RRT*算法在室内环境下进行移动机器人路径规划实验。实验结果表明：规划路径上无冗余路径点,且移动机器人沿路径移动流畅。     

游戏人工智能中的高级寻路技术

本文探讨了现有的A*(Astar)寻路算法,并在此基础上进行优化,增加动态寻路的概念,A*算法是针对静态物体的寻路,实际游戏中会出现许多动态物体,如移动的队友或怪物,本文在寻路过程中将考虑和动态物体的碰撞,优化现有算法,大大提高游戏的真实度。实验证明,该算法在大规模的地形上寻路效果也较好。     

一种VXI控制器模块识别与触发和CLK10功能电路的设计

触发功能、模块识别和精确定时是VXI总线的重要特性,同时也是VXI控制模块的重要组成部分.介绍了一种VXI总线控制器模块的MODID、TTLTRG*和CLK10电路设计方案,完全符合VXI总线系统规范.