基于改进概率栅格分解的路径规划算法
基于改进RRT路径规划算法
No.2Feb.2021第2期2021年2月组合机床与自动化加工技术Modular Machine Tool & Automatic Manufacturing Technique文章编号：1001 -2265(2021)02 -0022 -03DOI : 10.13462/j. .nki. mmtamt. 2021.02. 006基于改进RRT 路径规划算法*李金良，舒翰儒，刘德建，徐磊(山东科技大学机械电子工程学院，山东青岛266560)摘要:针对基本RRT 算法路径规划特点：树的扩展具有随机性，路径中存在冗余的节点，规划出的路径拐角多。
因此，提出一种改进的RRT 算法。
改进后的算法首先采用目标偏向策略，以一定的概率F 把目标点作为采样点进行随机树扩展，提高随机树向目标点的扩展的概率；其次，改变度量 函数，添加了角度约束，减少了路径规划中搜索的范围，以减少搜索时间；最后，通过贪心算法对路 径进行简化，并对简化后的节点采用三次B 样条曲线进行优化。
结果证明改进后的RRT 算法搜索 时间更少，搜索路径更短,平滑性更高。
关键词：RRT 算法；路径规划；目标偏向策略;三次B 样条曲线中图分类号:TH16 ；TG506 文献标识码:APatt Planning Algorittm Basen on Improven RRTLI Jin-liang &SHU Han-ru &LU De-jian ,XU Lei(Colleee of Mechanicd and Electronia Engineering , Shandong University of Sciencc and TechnoKgy , Qing dao Shandong , 366560& China )Abstrad;: Based on the basic RRT algorithm path planning fs W tcs : tree expansion is random , there are re dundant nodes in the path , and the planned path has many corners. Therefore & an improved RRT algorithmis proposed. The improved algorithm frst adoptr the taget bias strategy & and uses a certain probability P to take the target point as a sampling point for random tree expansion to improve the probability of the random he r expansion to the taget point. Second & the methc function is changed & and angula consWai.nW areadded to reduce The scope of the seach in path planning to reduce the seach time ； fnaiy & the path issimplified by a greedy algorithm & and the simplified nodes are optimized using a cubic B-spline curve. The resultr prove that the improved RRT algorithm has less seach time , fewer search paths & and higher smoohhne s .Key worp RRT algorithm ； path planning ； target bias shategy ； cubic B-spline curve0引言随着人工智能的不断推进,机器人技术得到了飞速的发展，智能化成为未来机器人领域的新航标。
《电力大数据》2020年1-12期总目录
２０２０年１２月第２３卷第１２期电力大数据２０２０年总目录 Ｄｅｃ ２０２０，Ｖｏｌ ２３，Ｎｏ １２ＰＯＷＥＲＳＹＳＴＥＭＳＡＮＤＢＩＧＤＡＴＡＧｅｎｅｒａｌｃｏｎｔｅｎｔｓｉｎ２０２０《电力大数据》２０２０年１～１２期总目录第１期□大数据专题基于集中器ＳＩＭ卡状态分析的异常检测 董重重，王 吁，夏水斌，孙秉宇，何 欢，王先培（１）…………基于Ｑ－Ｌｅａｒｎｉｎｇ算法用户最优充电站运营研究 刘 燕，贾肇伟，高 虹（８）………………………………………基于倾角传感器及不同杆塔类型的输电线路覆冰监测研究 殷蔚翎，黄 良（１４）………………………………………………基于人工智能的风机塔筒倾覆智能预警系统建设与开发 陈万勋，刘春波，赵坚强（２１）……………………………………基于蛛状网拓扑智能变电站“三层一网”通信系统研究 单梦琦（２８）………………………………………………………基于数据可视化的隔离开关运检辅助决策 门业堃，于 钊，宋 威，侯宇程，钱梦迪，滕景竹（３７）…………基于大数据挖掘的电网监控信息智能监控研究 孙云岭，徐建建，李 飞，李少博，苏玉京，李 芸（４５）…………智能变电站集中式站域测控装置设计与实现 辛明勇，杨 婧，高吉普，王 宇，张 历，汪明媚（５１）…………基于大数据的电力环保数据平台建设 雒 军，唐 坚，赵 喆，王 佩，闫 强，陈 星（５８）…………新能源综合服务平台及在配电网中的应用研究 王建平，李 莎，罗子昀，王永琦（６４）……………………………节能灯谐波指纹的测试研究与分析于 洋，李成升（７０）…………气象模拟仿真技术在电力安全应急培训中的应用与研究 陈肖龙，刘 航，李卓晖，张宝星，潘岐深，张荣鑫（７８）…………基于负荷曲线的配网支线负荷电流计算研究与应用 林 元（８４）………………………………………………………第２期□大数据专题基于ＦＡＨＰ的电网企业配电变压器供应商分级管理评价模型 代 洲，尹 华，李桧禹，毛 磊（１）……………………………贵州省近６０年气温变化特征分析及对输电线路运维的影响 刘发勇，犹珀玉（９）………………………………………………基于大数据平台的点负荷近中期负荷预测及行业负荷增长 特征分析李 健，王琛，林韶生，杜佩仁（１７）……………………智慧能源区块链平台及典型应用分析与设计 裴求根（２６）………………………………………………………大数据技术在火电厂ＳＣＲ脱硝系统中的应用 唐 坚，尹二新，路光杰，陈 鸥，张 军，刘永岩（３２）…………基于电力物联网和ＧＩＳ融合的变电智能运检系统研究 李 飞，赵大兴（３８）………………………………………………电力领域科技查新系统的设计与实现 韦嵘晖，王庆红，孙辛博，王洪俊（４６）……………………………基于ＲｅｔｉｎａＮｅｔ模型的鸟巢智能检测 时 磊，杨 恒，周振峰，杨刘贵，张 辉，杜 浩（５３）…………电网转型背景下地市级智能电网示范区规划研究 唐小璐，赵伟然，古 含，何 鑫（５９）……………………………基于高层气象大数据的风电场中长期风功率预测研究 李 飞，纪 元（６６）………………………………………………基于决策流程的电网强降雨及地质灾害应急信息系统研究 苏华英，唐延婧，夏晓玲，田连杰（７３）……………………………无人机载多载荷输电线路巡检方法研究 陈科羽，王 萍，，石书山，周筑博，杨鹤猛（８０）…………………面向电力物联网的电力大数据应用 王海洋，赵忠强，唐建华（８７）……………………………………第３期□大数据专题基于大数据的台区行业聚合分类方法及分类特征分析 李 健，林韶生，陈 芳，杜佩仁（１）……………………………实时电价下用户侧电力需求响应模型优化策略及数字仿真 谈竹奎，汪元芹，赵 菁，刘 斌，刘 敏（１０）…………………设备监控信息大数据与设备模型的互校验及实用化事件分析 高 志，樊锐轶，米 超，王大海，胡庆博，冯 超（１９）…………利用大数据实现电能计量装置运行状态质量评估 妙红英，李 蒙，王艳芹，王 松，洪 虹，康 强（２７）…………基于稳态波形分解与神经网络的负荷识别方法 陈伟伟，洪彬倬（３４）………………………………………………基于大数据的导线悬垂面脱冰跳跃高速摄影测量方法研究 马晓红，吕乾勇，毛先胤，徐舒蓉，王建国，唐 敏（４０）…………基于ＢＰ神经网络的输电线路隐患预放电识别研究 杨 旗，曾华荣，黄 欢，马晓红，毛先胤，张露松（４７）…………大数据理念下的供应商分析及应用研究 方茂欢，贺绍鹏，陈金猛，李 屹，郝嘉诚（５５）…………………基于Ｈａｄｏｏｐ和ＨＢａｓｅ的输变电设备数据聚合平台 陈 锐，吴应双，曹 杰，刘明顺（６２）……………………………基于用户行为的分时电价时段划分和价格制定 陈巨龙，黄剑平，张 裕，代 江（６９）……………………………智能变电站二次系统组网结构与信息传输优化研究 唐孝舟，刘青红，孙长兰，章叶青，葛立青（７７）…………………电力大数据第２３卷考虑多场景新能源预测的月度机组组合研究 赵 倩，赵翔宇，苏华英，汪明清，游成彬，黄红伟（８５）…………第４期□大数据专题基于故障概率的配电设备排查路径规划 马天佚，朱建明，杨 霖，张 驰（１）……………………………多源信息融合的微服务化电网事故追忆 韦洪波，曹 伟，叶桂南，韦昌福，何伊妮（８）……………………基于人工智能的电网调度操作智能防误系统建设及实践 蔡新雷，齐 颖（１６）………………………………………………电力物联网中５Ｇ边缘计算技术的研究 王 亮，鲜 柯（２４）………………………………………………基于ＬｏＲａ技术的低压集抄系统运行可靠性分析 孙 航，梁丹丹，郝凤柱，何 毅，张 鸷（３１）…………………基于规则和机器学习的核电文件分发系统研究 刘帝勇，杨 强，岳振兴（３９）……………………………………基于大数据模式识别机器学习算法的热力站动态能耗指标 预测模型王 炎，张海增，胡新华，赵 隽，李 添（４７）………基于ＸＧｂｏｏｓｔ的线路覆冰测量中激光测距的误差研究 曾华荣，谢百明，王 冕，林呈辉，高吉普（５４）…………………多虚拟电厂接入的主动配电系统优化经济调度 邵倩文，姚 璐，谢 威，李舒佳，谢 敏，李建钊（６２）…………基于预期完成率的月内滚动机组组合研究 田年杰，苏华英，刘明顺，李 赟，黄红伟，游成彬（７１）…………电能表运行误差与状态评价模型研究 王晨丞，张君胜，蒲丽娟，何培东，杜 斌，赵智辉（７９）…………存在反向有功电量低压用户的研判方法研究 马 浩，王立斌，武超飞，赵国鹏，马婷婷（８６）…………………第５期□大数据专题基于生存分析模型的电力设备故障预测方法 王春波，陈 刚，周 融，马莉娟（１）……………………………基于人工智能技术的电网调度控制业务研究 范英乐，王 浩，白玉东，李 熙（９）……………………………基于神经棒的电力变压器离线图像识别研究与应用 曾 惜，王 冕，王林波，龙思璇，吕 飞，陈华彬（１６）…………低照度液晶屏幕图像增强算法 张薇薇，王 彦，张庆伟，付龙明，黄 辉（２３）…………………一种改进的ＲＧＢ－ＤＳＬＡＭ室内空间三维重建方法 余兆凯，彭晓峰，邱昌杰，李 训，常友谦（３０）…………………综合能源热力潮流节点标幺值模型及算法实现 陈 晓，齐文斌，平 原，谭志海，刘兴艳（３８）…………………考虑发电能力匹配性的输变电设备检修优化方法 李 豹，袁 泉，张 蔷，卢明富，张德亮，黄红伟（４６）…………大数据技术在配网单线图自动成图的应用研究 何雄坤，周宏志，聂 辉，陈满超，齐志刚（５４）…………………基于数据驱动的物资储检配一体化系统研究和应用 彭 坤，朱长征，高书怡，朱孝峰，潘 敏，李 刚（６４）…………基于大数据的发电量预测分析数据平台建设 张睿锐，徐俊强，童 琪（７２）……………………………………一种云计算数字签名技术的研究与实现 杨凯利，瞿 强，张永超，张其静，娄红红（８０）…………………面向电网实时运行风险的快速定级方法研究及应用 罗 艳，陈子敬，高 浩，粟 景（８６）……………………………第６期□大数据专题基于用户停车行为统计的电动汽车快速充电站最优规划 陈巨龙，刘振铭，薛 毅，廖志军，郑方鹏，徐立新（１）…………大数据环境下基于Ｋ－ｍｅａｎｓ聚类算法的分组负荷预测研究 史 静，南开辉，周 琪，谈 健，李 琥（９）……………………基于改进的ＳＡＥ和ＤＣＴ的自适应无人机巡线图像识别算法研究 王 鑫，李天睿，焦睦涵，刘萌森，刘逸涵（１７）…………………基于ＫＣ－ＬＳＳＶＭ－ＭＡＦＳＡ的并网光伏微网系统的能量管理 黄 柯，李佳蓉，杨璐瑜，陈 爽（２６）……………………………基于ＢＰ神经网络模型的输电线路造价预测模型研究 张宇晨，张宇霖，封春菲，王 晨（３５）…………………………基于ＴＯＰＳＩＳ的私自增容专变电力用户排查方法 王立斌，张思为，马 浩，赵 佩，李梦宇（４３）…………………基于多级属性加密的零信任访问授权控制方法研究与设计 黄 何，刘 劼，袁 辉（５１）……………………………………基于大数据分析的电力用户多维价值识别精准营销投入产出 模型研究姚丹靖，褚 燕（５７）……………………………………基于大数据技术的配网故障抢修分析预测系统的设计与实践 王海洋，迟兆江，蔡鹏飞（６３）……………………………………数据标签研究与应用李阿勇，税 雪，宋志伟（６９）………………基于泛在感知及Ｐｙｔｈｏｎ编程的线损问题区间快速定位方法 黑 阳，单宇南，李文澜，张 维，郝旭东，胡一平（７５）…………基于同步向量的配电网运行数据监测装置设计 曾 惜，王元峰，王林波，杨琦岑，蔡广林（８５）…………………第７期□大数据专题基于ＦａｃｅＮｅｔ的无人值守变电站智能监控终端 宗祥瑞，王 洋，金 尧，周 斌，任新颜，庞玉志（１）…………基于大数据的电网状态估计精细化分析 刘 爽，张 硕，郑 璐，王兴才，金宜放，王 铎（９）………… 第１２期《电力大数据》２０２０年总目录数据挖掘技术在反窃电工作中的应用研究 秦 娜，高振江，白泽明，栾德佳，李雨庭（１６）…………………水火电发电权交易机制及水电市场化发展模式探究 吕 翔，吴引航，戴晓娟，卢冬雪，陈雨果（２４）…………………基于随机模型预测控制的能源互联网双层协调优化调度 蒋泽甫，张 彦，高 华，何向刚，周杨林（３１）…………………一种基于ＳＱＬｉｔｅ数据库的电网滚动规划分布式收资方法 俞秋阳，何俊峰，常宝立，王新宝（３９）……………………………利用差分－花粉算法实现反时限过流优化 罗 琨，罗晨瑀，刘 丽，李正新，周 坤，郝东方（４６）…………变电站双星形并联电容器组电容量快速测量方法 杨 旗，谢百明，陈沛龙，文 屹，马晓红，陈 竹（５４）…………基于数据分析的ＭＧＰ并网系统电气端口的谐波特性 陈巨龙，薛 毅，李庆生，张裕，何向刚（６２）……………………基于聚类分析的低压配电设备误告警识别方法 冯 义，李中文，晋 斌，张腾飞（７２）……………………………一种基于主站多源信息的配网故障定位方法研究 练 寅，王 荣，刘安茳，王昆伦（７９）……………………………贵州火电机组机网耦合扭振典型故障分析与寿命评估 徐章福，邓彤天，李志凌，姜延灿（８６）……………………………第８期□大数据专题基于电力大数据的新能源跨区域消纳研究 彭 旭，郭耀松，刘 琼，周兆南，白 鑫，高 翔（１）…………基于小波变换的多路基坑尺寸检测降噪评估 张 周，胡 科，张 鹏，林 佳，胡涤尘（９）……………………基于多层协作负荷辨识技术的新型智能电表研制及应用 田 欣，王克南，宁 蒙，邓士伟，李世洁（１８）…………………考虑稳控系统动作策略的大电网实时风险评估 康 鹏，陈俊全，姚 刚，宋 弦，白宏宇，杨 帅（２６）…………基于电力大数据的多源异构数据融合技术研究与应用 毛先胤，文 屹，马晓红，黄 欢，张 辉，余 容（３３）…………考虑设备利用效率和规划执行情况的配电网规划投资分配模型 张 彦，高 华，刘金森，李丽娟（４０）……………………………基于ＰＳＯ－ＬＳＳＶＭ的输电杆塔腐蚀失重回归拟合研究和分析 王 立，李 振，王 伟，杨世平，刘 恒（４７）…………………基于营配大数据的配网故障定位系统的设计与实现 袁忠军，王 丹，段湛辉，陈业伟，李明勇，张宁欢（５６）…………基于健康度与重要度的配电网线路评价 林 元（６３）………………………………………………………基于新型滑模观测器的ＭＭＣ子模块ＩＧＢＴ开路故障诊断方法 刘方艳，汤亚芳（７１）………………………………………………基于电量守恒原理台区拓扑计算模型研究与应用 梁旭常，汪 毅，黄兆鹏，靳 光，刘 林，王 鹏（７９）…………深度调峰工况下外圈配水湿式冷却塔模拟研究 王锁斌，邓彤天，王红波，李晨宇（８６）……………………………第９期□大数据专题基于电网电厂数据交互的居民垃圾分类激励方法及效果预测 方 响，王 亿，夏 霖，孙智卿，徐祥海，侯伟宏（１）…………基于无线传感器与边缘网关的变电站全物联体系方案 朱 成，黄 娅，刘 沁，张 力，刘光程，周哲夫（１０）…………基于大数据技术的电网自然灾害应急救援能力评价体系研究 秦浩然，夏银宽（１８）………………………………………………基于改进粒子群算法的接地网腐蚀诊断研究 陈敬友，付 明，张 军，张 超，杨尊富，雷治炼（２６）…………基于用电信息的电力能效服务潜在客户挖掘 王立斌，马 浩，杨 鹏，张 晶，张肖杰（３４）…………………基于模糊聚类与互信息的电网运营指标类间筛选策略 李嘉周，尹 远，刘俊勇，王电钢，黄 林，唐 杰（４２）…………基于监控ＰａａＳ的大数据治理研究 王 军，宋 尧，于全喜，宁 楠，廖清阳（５０）…………………考虑抽蓄电站运行特性的电网经济调度方法 袁 泉，周 鑫，张 蔷，周毓敏，黄红伟，李 展（５８）…………基于改进内点法的电热联合系统优化研究 陈 晓，谭志海，平 原，刘兴艳，李玉芬（６６）…………………ＳＰＷＭ逆变器输出共模电压影响因素研究 江 娜，曾 鹏，艾 波，李 锦，王生平，谢明威（７４）…………机网系统耦合作用下贵州火电机组轴系扭振建模与实测验证 徐章福，邓彤天，李志凌，姜延灿（８５））…………………………第１０期□大数据专题基于一维卷积神经网络和自注意力机制的非侵入式负荷分解 蒙 亮，于 超，张希翔，覃智君（１）……………………………弱约束关联下考虑社会属性的低压居民台区负荷预测 卢德龙，缪继东，吕培强，殷 勤，吴 阳（９）……………………基于多维特征模糊聚类的负荷用户精准用电管理策略 殷新博，王 数，陆 芸（１７）……………………………………ＲＩＭＡ－ＭＳＦＤ组合模型在甘肃省水力发电量预测中的应用 成禹蓉，冶海廷（２５）………………………………………………大数据思维推进光伏扶贫管理创新的实践及应用研究 罗 凡，徐兰兰，边海源，杨照逵，白闻强，王小龙（３４）…………基于移动边缘计算的电力需求响应业务分配研究 胡 波，王建红（４２）………………………………………………基于大数据的企业用能数据共享分析平台设计与实现 张 颖，郭思炎，张益辉（４９）……………………………………电力大数据第２３卷基于云计算的小水电远程集控平台的设计与实现 陈云鹏，郑黎明，邱生顺，刘德文，李晓波，杜 炜，陈庆锋（５５）……基于数据中台的电力数据报表模型研究与应用 张 帆，杨 志，李文娟，胡锡双，张 乐（６３）…………………基于规划工具的配电网规划现状数据分析研究 关守姝，董小虎，孙 强，冯 涛，韩天华（７０）…………………南方电网发电侧运行备用容量统计研究及应用 李慧勇，杜 旭，方必武，杨 林，郭自豪，丁 刚（７９）…………电力数据标签库建设及服务能力研究 郭 敏，林晓静，尹泽楠，万 凯（８６）……………………………第１１期□大数据专题基于电网大数据的故障风险分析研究 裴求根，杨舒涵，卢宾宾（１）………………………………………基于改进ＦａｓｔｅｒＲＣＮＮ的配网架空线路异常状态检测 王超洋，罗敬一（９）………………………………………………基于ＡＩ大数据技术的无人机巡线研究 王 勇，王永旺，郭建勋（１７）……………………………………基于大数据的输电线路无人机巡检路径追踪方法 吴晏芳，梁智勇，陈冠胜，黄 浩，姜 南，魏子力（２４）…………基于边缘计算的ＧＩＳ母线热特性状态辨识研究 程占峰，夏 博，李波涛，王兴江，朱思尧（３１）…………………基于大数据技术的交直流混合主动配电网规划模型构建 胡 波，赵善龙，庞伟林（３８）……………………………………呼和浩特地区电网基于大数据的ＢＰ神经网络短期负荷预测 姜海洋，周芮冰，王烁罡，周定均，刘昌新，云 卿（４７）…………智慧家庭储能系统配置与运行双层优化 胡厚鹏，林晓明，钱 斌，梁 雾，刘安茳，练 寅（５５）…………基于出力－等值容量特性的光伏出力预测方法 吴 雨，张 宇，赵紫恒，连 欣（６３）……………………………基于电力大数据分析的综合能源服务分析与服务策略制定 曹 敏，白泽洋，巨 健（７２）……………………………………基于电量实时计算的市场监测数字化分析研究与应用 王林信，罗世刚，江 元，李竣业（７９）……………………………基于大数据分析的火电机组节能诊断与能效管理 张 平，孙雪丽（８６）………………………………………………第１２期□大数据专题Ｘ射线数字成像技术与图像人工智能诊断的探索与实践 谢百明，李 波，樊 磊（１）………………………………………基于大数据多元电网动态参数应用的研究 谢怀影，于 淼，贾 威，赵 军，李 婷，王钒宇（１０）…………基于ＣＥＥＭＤＡＮ－ＷＰＴ的台区线损组合变权预测模型研究 周 彬，李宜伦，张异殊，王国栋，蔡娇彧，牛 俊（１８）…………基于大数据分析的园区综合能源企业能效评价 郭 飞，王 波，王 亮，史渊源，胡建军，李秀广（２９）…………基于数据挖掘的南网异地容灾数据负载分析及磁盘空间预测 姜 南，梁智勇，吴晏芳，黄 浩，魏子力，吴浩珊（３７）…………江苏核电基于Ｓｏｌｒ与ＨＢａｓｅ的ＣＣ１设备信息工作台的设计 与实现 朱云飞，杨 强，秦绪涛，张钧鸣（４４）…………………………社会治理视角下的城市大脑电力驾驶舱设计及应用 王 亿，陈 奕，方 响，宣 弈，徐祥海，孙智卿（５０）……基于电力负荷大数据的负荷分析方法及其在无锡地区疫情 期间的应用 董金哲，白晨阳，刘志仁，於慧敏，胡晓青，李 澄（５７）……基于电力大数据的企业复工复产模型研究及应用 王林信，江 元，罗世刚，李竣业（６５）…………………………融合气象信息的配网故障特征挖掘和故障预报研究 周小华，范美鹏，袁雪松，舒文雄（７２）…………………………居民用电行为分析及潜力研究 杨 宏，邓晨成，邹 芹，石 莹（８０）…………………………《电力大数据》２０２０年１～１２期总目录 （８９）………………………………………………。
基于改进概率路线图算法的煤矿机器人路径规划方法
基于改进概率路线图算法的煤矿机器人路径规划方法薛光辉1，2， 刘爽1， 王梓杰1， 李亚男1（1. 中国矿业大学（北京） 机电与信息工程学院，北京 100083；2. 煤矿智能化与机器人创新应用应急管理部重点实验室，北京 100083）摘要：路径规划是煤矿机器人在煤矿井下非结构化狭长受限空间中应用亟待解决的关键技术之一。
针对传统概率路线图（PRM ）算法在空间狭长封闭巷道环境中难以保障采样的节点均匀分布于自由空间中导致路径规划失效，以及节点可能距离障碍物较近导致规划的路径可通行性差等问题，提出了一种基于改进PRM 算法的煤矿机器人路径规划方法。
在构造阶段引入人工势场法，将落在障碍物中的节点沿与其距离最近自由空间中的节点连线方向推至自由空间，并在障碍物边缘建立斥力场，实现节点的均匀分布且使其距离障碍物有一定距离；在查询阶段融合D * Lite 算法，当遇到动态障碍物或前方无法通行时可实现路径的重规划。
仿真结果表明：改进PRM 算法的节点均匀分布在自由空间中，且均距离障碍物一定距离，提高了路径规划的安全性；当节点数为100个时，改进PRM 算法成功率较传统PRM 算法提高了25%；随着节点数增加，传统PRM 算法和改进PRM 算法路径规划成功次数均呈增长趋势，但改进PRM 算法在效率方面优势更明显；当节点数为400个时，改进PRM 算法运行效率较传统PRM 算法提高了35.13%，且规划的路径更平滑，路径长度更短；当障碍物突然出现时，改进PRM 算法能够实现路径的重规划。
关键词：煤矿机器人；路径规划；概率路线图算法；人工势场法；D * Lite 算法中图分类号：TD67 文献标志码：AA path-planning method for coal mine robot based on improved probability road map algorithmXUE Guanghui 1,2, LIU Shuang 1, WANG Zijie 1, LI Yanan 1(1. School of Mechanical Electronic and Information Engineering, China University of Mining and Technology-Beijing,Beijing 100083, China ； 2. Key Laboratory of Intelligent Mining and Robotics, Ministry of Emergency Management,Beijing 100083, China)Abstract : Path planning is a key technology that urgently need to be solved in application of coal mine robots in unstructured narrow confined spaces underground. The traditional probabilistic road map (PRM)algorithms are difficult to ensure uniform distribution of sampled nodes in free space in narrow and enclosed roadway environments, resulting in path planning failure. Nodes may be close to obstacles, resulting in poor passability of the planned path. In order to solve the above problems, a path-planning method for coal mine robot based on improved PRM algorithm is proposed. In the constructive phase, the artificial potential field method is introduced to push the node falling in the obstacle to the free space along the direction of the connection line of the node in the free space nearest to it. The repulsive force field is established at the edge of the obstacle to realize uniform distribution of nodes and make them a certain distance from the obstacle. In the query phase, the D * Lite algorithm is integrated to achieve path re-planning when encountering dynamic obstacles or when the front is impassable. The simulation results show that the nodes of the improved PRM algorithm are uniformly distributed收稿日期：2023-05-08；修回日期：2023-06-25；责任编辑：盛男。
融合粒子群与改进蚁群算法的AUV路径规划算法
2021576海洋资源已经成为人类开发的重点，但复杂的海洋环境对人类水下作业有着极大的限制，水下机器人正在成为海洋作业的主角，自主式水下机器人（Autono-mous Underwater Vehicle，AUV）依靠自身携带的能源进行水下作业。
由于在整个过程中无法补充能源，因此利用路径规划与安全避障技术对AUV导航控制，是其能否精确、安全和完整地完成水下作业的关键。
AUV 路径规划问题已经成为了一个研究热点[1]，主要涉及两方面问题：一是对海洋环境进行三维建模；二是选取合适的算法进行全局路径规划。
海洋环境建模主要有两类方法：一类是规则地形模型，主要利用正方形、矩形等规则形状进行组合来表示海底表面；另一类是不规则地形模型，将三角形、多边形等不规则形状作为模型单元的基础[2]。
文献[3]使用Voronoi图法简化三维水下环境，生成全局路线图；文献[4]将Delaunay三角模型应用于被测地标，建立拓扑模型。
文献[5]利用八叉树模型来反映AUV工作环境，但主要应用于较大障碍物之间的路径规划，不适合存在许多小障碍物的环境；文献[6-7]不考虑水深，将三维空间简化为二维栅格模型，节省了空间，但却丢失了环境信息；文献[8-9]将三维空间划分为若干平面，然后利用二维栅格模型将每个平面栅格化，有效实现三维栅格建融合粒子群与改进蚁群算法的AUV路径规划算法朱佳莹，高茂庭上海海事大学信息工程学院，上海201306摘要：针对传统蚁群算法在处理自主式水下机器人AUV（Autonomous Underwater Vehicle）三维路径规划问题时存在初期寻径能力弱、算法收敛速度慢等问题，提出一种融合粒子群与改进蚁群算法的AUV路径规划算法PSO-ACO（Particle Swarm Optimization-improved Ant Colony Optimization）。
基于空间分层思想建立三维栅格模型实现水下环境建模；综合考虑路径长度、崎岖性、危险性等因素建立路径评价模型；先使用粒子群算法预搜索路径来优化蚁群算法的初始信息素；再对蚁群算法改进状态转移规则、信息素更新方式并加入奖惩机制实现全局路径规划。
一种基于栅格网的无路网路径规划方法
2022 年 3 月
江苏科技信息
Jiangsu Science & Technology Information
No. 7
March,2022
一种基于栅格网的无路网路径规划方法
倪冰洁
( 江苏省测绘研究所,江苏 南京 210013)
摘要:路径规划功能在现代各类导航软件中得到广泛的应用和推广,但在军事背景下,特种车辆行驶
暂行条例施行细则[ J] . 中国税务,1988(11) :15 - 17.
( 编辑 姚 鑫)
Research on information management of labor remuneration in scientific research institutions
格,从而为后续计算最短通行时间做基础。 根据正方
做准备。 以地理栅格内所占权重面积最大的地形为
形的地理信息栅格,计算通行时间可以考虑两种方
主,各类地形的权重系数各不相同,划分原理如图 3
式,分别为对角线、对边线,如图 4 所示。
所示。
2. 2 通行模型
路径规划结果与所乘用的交通工具有着直接关
系,交通工具所具备的能力与通行速度直接决定了路
( 上接第 48 页)
[11] 毛爱燕. 事业单位劳务报酬涉税处理探析[ J] .
行政事业资产与财务,2020(17) :56 - 57.
[12] 龚乐. 新形势下高校科研劳务费信息化管理思考
[ J] . 新会计,2019(9) :47 - 48.
找各类地址,提供驾车、骑行、步行等各类出行方式的
策与支持等基本功能。 其中数据部分包含了大量的
路径规划能力,以及实时导航功能。 然而商用导航软
_基于栅格地图的分层式机器人路径规划算法
Abstract
Utilizing the hierarchical planning idea，we propose an optimal path planning algorithm
based on grid map． The first layer of the algorithm is planning in topology layer，and we adopt Voronoi graph construction frothing algorithm to describe topological relationship of global passable regions． In the second layer，we design generalized levelset algorithm to solve the optimal path search problem in topological layer． The third layer is path replanning in grid layer． Utilizing the narrowband levelset idea，we obtain a narrow band region that robot can safely pass by broadening the topology path in grid layer，and the local fast marching method algorithm is implemented in this region． It improves the topological path and increases the efficiency and realtime capability of the proposed algorithm． Key words hierarchical path planning； grid map； Voronoi graph construction frothing algorithm； generalized levelset algorithm； local fast marching method algorithm
基于栅格法的矢量路径规划算法
第3 期
王卫红等: 基于栅格法的矢量路径规划算法
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基于栅格法的矢量路径规划算法*
王卫红, 顾国民, 秦绪佳, 李琰琰
( 浙 江工 业大 学 软件 学院 , 浙江 杭 州 310032 )
摘 要: 最 短路 径分 析是 网络 分析 系统 的最 基本的 功 能 之一 , 在 地理 信 息 系统 ( GIS) 中 有 着 重要 应 用 。将 栅 格
收稿日期: 2005- 03- 17; 修返日期: 2005- 04- 26 基金项目: 国家自然科学基 金资助 项目( 60473024 ) ; 浙 江省自 然科学基金资助项目( Y104341)
率。本文就是通过从这两个方 面来阐 述如何 实现更 高效的 最 短路径的查找[ 2] 。
1 基于栅格算法的网络拓扑的建立
法应 用于 矢量 图层中 进行 节点 的预 处理 , 提 出并 建立 一个 存储 点的 拓扑 空间模 型, 在 此空 间模型 的 基础 上 对 Di-
jkstra 算法 进行 改进 和优 化, 利用 在处 理一 个点 的同 时预 处理与 它相 邻的 节点 的方 法, 从 时 间 和空 间 上 提高 了 该
随着计算机和地理 信息系 统( GIS) 的飞 速发 展, GIS 技 术 因其 强 大 的 功 能 已 经 运 用 到 社会 各 个 领 域 。 对 地 理 网络 、城 市 基础设施网络( 如 交通 线路 等) 进 行地 理分析 和模 型优 化, 是 地理信息系统中网络分析功能的主要目的, 网络分析是非常重 要的空间分析功能之一。路 径分析 是 GIS 中网 络分析 的最 基 本功能, 其核心是对最短路径( 或最佳路 径) 的求解, 不仅可 以 指地理上的距离最短, 还可以引申到时间最短、费用最少等, 但 它们的核心都是最短路径算法, 即求取指定网络模型中两点或 者多点间阻碍强度最小的路径 [ 1] 。随 着计算 机硬件 技术的 飞 速发展, 在最短路径查找 中, 空 间存储 已经不 是主要 考虑的 问 题, 于是通常的做法是以空间来换取时间。这确实让算法的效 率有较大的提高, 本文的重点也是放在提高时间效率上。但是 现今计算机终端设备的多样化, 如车载终端等小容量存储设备 的出现, 要求在算法设计时也要考虑到空间方面的效率。当前 的路径 分析的 众多 算法 中, 最趋 于成 熟的 还是 Dijkstra 算法。 本文也在这个算法的基础上, 从时间和空间两个方面来考虑优 化, 提出一种更高效、应用 范围更 广的最 短路径 算法。整个 路 径查找的过程分成两个部分, 即拓扑空间结构的建立和运用优 化的 Dijkstra 算法路 径 查找。拓 扑空 间 结构 对 存储 空间 的 节 省起到决定性的作用, 而且也是直接影响到第二步的路径查找 的效率; 通过对 Dijkstra 算法的 优化进 一步提 高整个 查找的 效
基于改进单元分解法的全覆盖路径规划
第４５卷 第１２期２０２３年１２月系统工程与电子技术ＳｙｓｔｅｍｓＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓＶｏｌ．４５ Ｎｏ．１２Ｄｅｃｅｍｂｅｒ２０２３文章编号：１００１ ５０６Ｘ（２０２３）１２ ３９４９ ０９ 网址：ｗｗｗ．ｓｙｓ ｅｌｅ．ｃｏｍ收稿日期：２０２２１１２２；修回日期：２０２３０４０６；网络优先出版日期：２０２３０８１４。
网络优先出版地址：ｈｔｔｐｓ：∥ｋｎｓ．ｃｎｋｉ．ｎｅｔ／ｋｃｍｓ／ｄｅｔａｉｌ／１１．２４２２．ＴＮ．２０２３０８１４．１０５１．００２．ｈｔｍｌ基金项目：浙江省市场监督管理局雏鹰计划培育项目（ＣＹ２０２２２３１）资助课题 通讯作者．引用格式：吴靖宇，朱世强，宋伟，等．基于改进单元分解法的全覆盖路径规划［Ｊ］．系统工程与电子技术，２０２３，４５（１２）：３９４９ ３９５７．犚犲犳犲狉犲狀犮犲犳狅狉犿犪狋：ＷＵＪＹ，ＺＨＵＳＱ，ＳＯＮＧＷ，ｅｔａｌ．Ｃｏｖｅｒａｇｅｐａｔｈｐｌａｎｎｉｎｇｂａｓｅｄｏｎｉｍｐｒｏｖｅｄｃｅｌｌｕｌａｒｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ［Ｊ］．ＳｙｓｔｅｍｓＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，２０２３，４５（１２）：３９４９ ３９５７．基于改进单元分解法的全覆盖路径规划吴靖宇１，２，朱世强２，３，宋 伟２，３， ，施浩磊４，吴泽南４（１．浙江大学海洋学院，浙江舟山３１６０２１；２．浙江大学机器人研究院，浙江宁波３１５４００；３．之江实验室，浙江杭州３１１１２１；４．舟山市质量技术监督检测研究院，浙江舟山３１６０１３） 摘 要：传统的单元分解法在静态已知环境中进行全覆盖路径规划时，若障碍物分布不规则或具有较多的凹形障碍物，则所得的单元数量较多，这导致最终路径易出现较多的冗余和不必要的转向。
首先，将栅格地图分解为若干个路径片段，每个路径片段由位于同一行且左右相邻的栅格组成；然后，合并这些路径片段以生成单元；再基于贪心算法和拓扑地图三次求解单元间的遍历顺序，合并减少了单元数量，并对局部路径进行了优化，最终完成遍历路径的规划。
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关羹词 ：概率栅格分解 ；路径规划 ；移动机器人
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路径规划是指移动机器人在有障碍的环境中，寻找一条
在一开始就将栅格分解 ，而是在图搜索过程中根据需要通过 采样来分解栅格。 算法 中用到下面的定义 ：
ａｇ ｒｔ ｍ ａ ｕ ｃ ｌ ｎ ｅ ｓｂ ｅｐ ｔ ． ｌ ｏ ｈ ｃ ｎ ｑ ｉｋ ｙｆ ｄ ａ ｆ ａ ｉ ｌ ａ ｈ ｉ ｉ
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度机器人在复杂 环境 中的路径规划 。该文提 出了基于改进概率栅格 分解 的路径规划算法，将随机采样应 用到栅格分解算法中，虽然不能保 证算法 的最优性，却极大地提高 了算法的效率 ，使其适合于 解决高 自由度机器人在复杂环境下的路径规划问题 。仿真试验表明该算法可 以
在 较 短 时 间 内 获 得可 通 行 的 路 径 。
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第 ３ 卷 第 ２ 期 ３ １
Ｖ Ｌ３ ｏ ３
・
计
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机
工
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２０ ０ ７年 ｎ 月
Ｎｏｖ ｍ ｂｅ ０ ７ ｅ ｒ２ ０
Ｎｏ ２ ．Ｊ
Ｃｏ ｐｕｔ ｒＥｎｇｎｅ ｒｎｇ ｍ ｅ ｉ ｅｉ
人 工智能 及识别技 术 ・
文章 编号： ０ 一４８ ０７ ｌ ｌ ＿ ３ 文献标识 Ａ ｌ０ ３ （ ０）—ｏ６ 一 ２２ ２ ０ 码｛
中 圈分类 Ｔ２２ 号： Ｐ４
基 于 改进 概 率栅 格 分解 的路 径 规 划算 法
吕太之 ，赵春鬣
（． １ 江苏海事职业技术学院信息工程系 ，南京 ２ 】７ ；２ 南京理工大学计算机科学与技 术学 院，南京 ２ ０ ９ ） ｌｌ０ ． １０ ４
摘
要 ：栅格分解法是 目前研 究最广泛的路径规划 方法之一 ，但随着机器人 自由度增加会 出现 “ 维数灾难”问题，不 太适合于解决高 自由
ｗｉ ｈ ｉ ｎ ｉ ｎ ｏ ｏ ｏ ｒｅ ｏ ｉ ｃ ｅ ｓｎ ，Ｓ ｔｄ ｓ ｇ ｅ ｓ ｗｉｈ ｓ ｌ ｉ ｇ ｔ ｅ ｐ ｏ ｌ ｍ ｆ ｐ ｔ ｌｎｎ ｎ ｏ ｉ ｈ ｄｉ ｎ ｉ ｎ ｌｒ ｂ ｔｉ ｏ ｔ ｔ ｅ ｄ ｍｅ ｓｏ ｆ ｒ ｂ ｔｆｅ ｄ ｍ ｎ ｒ ａ ｉ ｇ Ｏ ｉ ｉ ａ ｒ ｅ ｔ ｏ ｖ ｎ ｈ ｒ ｂ ｅ ｏ ａ ｐ ａ ｉ ｇ ｆ ｒｈ ｇ — ｍｅ ｓ ｏ ａ ｏ ｏ ｎ ｃ ｍｐ ｅ ｈ ｈ ｌｘ ｅ ｖ ｒ ｎｍｅ ｔ Ｔ ｅ ｅ ｏ ｅ ｔ ｉ ｐ ｐ ｒ ｒ ｓ ｎ ｓａ ｌ ｏｒ ｈｍ ｆ ｔ ｌ ｎ ｉ ｇ ｂ ｓ ｄ ｏ ｍｐ ｏ ｅ ｒ ｂ ｂ ｌｓｉ ｅ ｌ ｅ ｏ ｎ ｉ ｏ ｎ． ｈ ｒ ｆ ｒ ， ｓ ａ ｅ ｅ ｅ ｔ ｎ ａ ｇ ｉ ｈ ｐ ｔ ｏ ｈ ｐ ａ ｎ ｎ ａ ｅ ｎ ｉ ｒ ｖ ｄ ｐ ｏ ａ ｉ ｔ ｃ ｌ ｄ ｃ ｍｐ ｓｔｏ ． ｅ ｐ ｔ ｏ ｓｒ ｃｅ ｐａ ｉ ｃ ｏ ｉｉ ｎ Ｔ ａ ｃ ｎ ｔｕ ｔ ｄ ｈ ｈ ｂ ｉ ｌ ｏ ｔ ｍ ｏ ｈ ｅ ｔ ｂ ｃ ｕ ｅ ｐ ｏ ａ ｉ ｓｉ ａ ｌ ｇ ｉ ｎ ｒ ｄｕ ｅ ｎ ｔ ｅａ ｇ ｒｔ ｍ． ｔｔ ｅｅ ｃ ｅ ｃ ｆｔ ｅ ａ ｇ ｒ ｈ ｉ ｉ ｒ ｖ ｄ ｏ ｎ ｙ ｔ ｓａｇ ｒ ｈ ｉ ｎ ｔ ｅ ｂ ｓ， ｅ ａ ｓ ｒ ｂ ｂ ｌ ｔｃｓ ｍｐ ｉ ｓｉ ｔｏ ｃ ｄ ｉ ｈ ｌ ｏ ｈ ｈ ｉ ｓ ｔ ｉ ｎ ｉ Ｂｕ ｈ ｆ ｉｎ ｙ ｏ ｈ ｌ ｏ ｉ ｍ ｓ ｍｐ ｏ ｅ ｗｉ ｇ ｉ ｔ ｔ ｒ ｂ ｂ ｌ ｔ ａ ｌ ｇ Ｏ ｉ ｉ ａ ｐ ｅ ｏ ｓ ｌ ｅ ｔ ｅ ｐ ｏ ｌ ｍ ｆｐ ｔ ｌ ｎ ｎ ｒｔ ｅ ｃ ｏ ｐ ｏ ａ ｉ ｓｉ ｓ ｍｐ ｉ ，Ｓ ｔ ｓ ｄａ ｔ ｄ ｔ ｏ ｖ ｈ ｒ ｂ ｅ ｏ ａ ｈ ｐ ａ ｉ ｇ ｆ ｈ ｏｍｐ ｅ ｎ ｉｏ ｍｅ ｔ Ｓ ｍｕｌｔ ｈ ｗｓｉ ｒ ｖ ｄ ｔ ａ ｉ ｉ ｃ ｎ ｎ ｏ ｌｘ ｅ ｖ ｒ ｎ ｎ ． ｉ ａ ｉ ｓ ｏ ｍｐ ｏ ｅ ｈ ｔ ｓ ｏｎ ｈ ｔ
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