×

具有障碍物的未知环境中机器人对接的平滑路径规划。 (英语) Zbl 1407.93247号

摘要:本文提出了一种在有障碍物的未知环境中规划机器人对接平滑路径的综合方法。为了确定障碍物环境中的平滑无碰撞路径,设计了一种具有启发式扩展策略的树结构作为路径规划的基础。该树采用三维杜宾曲线作为其分支和路径可行性评估的基础。为了提高树在障碍环境中的扩展效率,受弹性带理论的启发,确定了中间节点和无碰撞分支。在树充分扩展后,选择一条可行路径作为连接到扩展底座的最短分支序列。仿真结果表明了该方法的有效性和可行性。

MSC公司:

93C85号 控制理论中的自动化系统(机器人等)
68T40型 机器人人工智能
68T20型 人工智能背景下的问题解决(启发式、搜索策略等)
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
全文: 内政部

参考文献:

[1] Shi,Y。;沈,C。;方,H。;Li,H.,《船舶机电系统的先进控制:调查》,IEEE/ASME机电学报,22,3,1121-1131(2017)·doi:10.1109/TMECH.2017.2660528
[2] Yoo,C。;惠誉,R。;Sukkarieh,S.,《风中燃料受限的空中机器人的在线任务规划和控制》,《高级机器人中的Springer Tracts》,107,711-727(2015),Springer,Cham
[3] Jaffe,J.S。;Franks,P.J.S。;罗伯茨,P.L.D。;Mirza,D。;Schurgers,C。;Kastner,R。;Boch,A.,用于探索亚稳态海洋动力学的一群自主微型水下机器人漂流器,《自然通信》,8(2017)
[4] 维拉格拉,J。;米兰,V。;佩雷斯,J。;Godoy,J.,自动化公共交通车辆的平滑路径和速度规划,机器人和自治系统,60,2,252-265(2012)·doi:10.1016/j.robot.2011.011.01
[5] 杨,C。;姜瑜。;李,Z。;He,W。;Su,C.-Y.,《具有保证全局稳定性和运动精度的双手机器人的神经控制》,IEEE工业信息学报,13,3,1162-1171(2017)·doi:10.1109/tii.2016.2612646
[6] Kovac,M.,《从大自然中学习如何降落空中机器人》,《科学》,352,6288,895-896(2016)·doi:10.1126/science.aaf6605
[7] Setter,T。;Egerstedt,M.,多机器人团队的能量约束协调,IEEE控制系统技术汇刊,25,4,1257-1263(2017)·doi:10.1109/TCST.2016.2599486
[8] Xiao,H。;崔,R。;Xu,D.,基于抽样的贝叶斯方法在资源受限的多智能体在线搜索中的应用,IEEE控制论汇刊,48,6,1773-1785(2018)
[9] 崔,R。;李毅。;Yan,W.,使用多维RRT*进行标量场采样的相互信息多AUV路径规划,IEEE系统、人类和控制论汇刊:系统,46,793-1004(2016)·doi:10.1109/tsmc.20155.2500027
[10] Song,G。;Wang,H。;张杰。;Meng,T.,为家庭监控机器人充电的自动对接系统,IEEE消费电子交易,57,2,428-435(2011)·doi:10.1109/TCE.2011.5955176
[11] 马修,N。;Smith,S.L。;Waslander,S.L.,《用于持久任务充电的多机器人会合规划》,IEEE机器人交易,31,1,128-142(2015)·doi:10.1109/TRO.2014.2380593
[12] 口腔,T。;Polat,F.,Mod*lite:照顾多个目标的增量路径规划算法,IEEE控制论汇刊,46,1,245-257(2016)·doi:10.1109/TCYB.2015.2399616
[13] Dong,H。;胡,Q。;Akella,M.R.,运动约束下航天器自主交会和对接的安全控制,制导、控制和动力学杂志,40,7,1680-1692(2017)·doi:10.2514/1.G002322
[14] 罗,C。;Yang,S.X。;李,X。;Meng,M.Q.-H.,通过多个移动机器人的合作实现神经-动态驱动的全区域覆盖导航,IEEE工业电子学报,64,1,750-760(2017)·doi:10.1010/TIE.2016.2609838
[15] 陈,Y。;Dorn,G.W.,PINK1-磷酸化的线粒体融合蛋白2是一种用于剔除受损线粒体的帕金受体,《科学》,340,6131,471-475(2013)·doi:10.1126/science.1231031
[16] Macwan,A。;维莱拉,J。;Nejat,G。;Benhabib,B.,《自治荒野搜索和救援的多机器人路径规划策略》,IEEE控制论汇刊,45,9,1784-1797(2015)·doi:10.1109/TCYB.2014.2360368
[17] 魏海霞。;李洪云。;关,Y。;Li,Y.-D.,用于自组装模块化机器人(Sambot)对接导航的基于动力学的两阶段路径模型,Robotica,34,7,1517-1528(2016)·doi:10.1017/S0263574714002422
[18] 杨,C。;王,X。;Cheng,L。;Ma,H.,基于神经学习的保证性能远程机器人控制,IEEE控制论汇刊,47,10,3148-3159(2017)·doi:10.1109/TCYB.2016.2573837
[19] Park,J。;B·6月。;李·P。;Lim,Y。;Oh,J.,考虑欠驱动AUV漂移的对接问题和制导律,《2011年海洋学报》-西班牙·doi:10.1109/Oceans-Spain.2011.6003574
[20] Jain,S。;Argall,B.,利用辅助轮椅的对准信息自动感知安全对接位置,2014年IEEE/RSJ智能机器人和系统国际会议论文集,IROS 2014
[21] 亚兹达尼,A。;Sammut,K。;Lammas,A。;Tang,Y.,自主水下对接的实时准最优轨迹规划,2015年IEEE机器人与智能传感器国际研讨会论文集·doi:10.1109/IRIS.2015.7451579
[22] Wilson,P.A.,水下航行器的自动归航和对接任务,第八届国际船级社海上航行器操纵和控制会议记录,MCMC 2009
[23] Sujit,P.B。;希利,A.J。;Sousa,J.B.,使用K-R导航功能在移动潜艇上对接AUV,2011 IEEE/RSJ智能机器人和系统国际会议论文集:庆祝机器人技术50周年,IROS’11
[24] Guerra,M。;埃菲莫夫·D。;郑庚。;Perruquetti,W.,《利用输入-状态稳定性避免势场法中的局部极小值》,《控制工程实践》,55,174-184(2016)·doi:10.1016/j.connengprac.2016.07.008
[25] 刘,C。;风扇,S。;李,B。;陈,S。;Xu,Y。;Xu,W.,静止障碍物环境中自主水下机器人对接的路径规划,2016年《海洋学报》-上海
[26] 李毅。;姜瑜。;张,G。;李毅。;Chen,P.,考虑几何约束的AUV恢复路径规划方法,Jiqiren/Robot,37,4,478-485(2015)
[27] 曹,J。;曹,J。;曾,Z。;姚明,B。;Lian,L.,《走向多个水下滑翔机的最佳交会:结合锯齿和螺旋运动的3D路径规划》,《智能与机器人系统杂志》,85,1,189-206(2017)
[28] 李毅。;崔,R。;李,Z。;Xu,D.,基于神经网络近似的近最优运动规划,基于RRT的运动动力学约束,IEEE工业电子学报,65,11,8718-8729(2018)
[29] Behandish先生。;Ilies,H.T.,通过球面分解进行几何建模的分析方法,计算机辅助设计,70100-115(2016)·doi:10.1016/j.cad.2015.06.016
[30] Shkel,A.M。;Lumelsky,V.,《Dubins集的分类》,机器人和自治系统,34,4,179-202(2001)·Zbl 1013.68248号 ·doi:10.1016/S0921-8890(00)00127-5
[31] 梅耶,Y。;以赛亚,P。;Shima,T.,《关于Dubins拦截移动目标的路径》,Automatica,53,256-263(2015)·Zbl 1373.49046号 ·doi:10.1016/j.automatica.2014.12.039
[32] 安布罗西诺,G。;Ariola,M。;美国Ciniglio。;科拉罗,F。;De Lellis,E。;Pironti,A.,无人机三维路径生成和跟踪,IEEE控制系统技术汇刊,17,4,980-988(2009)·doi:10.1109/TCST.2009.2014359
[33] Duindam,V。;徐,J。;Alterovitz,R。;Sastry,S。;Goldberg,K.,使用反向运动学的可操纵针头的三维运动规划算法,国际机器人研究杂志,29,789-800(2010)·doi:10.1177/0278364909352202
[34] Lin,Y。;Saripalli,S.,《使用3D dubins曲线进行无人机路径规划》,《2014年国际无人机系统会议论文集》,ICUAS 2014·doi:10.1109/IGAS.2014.6842268
[35] Sussmann,H.J.,具有规定曲率界限的最短三维路径,1995年第34届IEEE决策和控制会议论文集。第1部分(共4部分)
[36] 崔,P。;Yan,W。;Wang,Y.,未知环境下对接机器人的反应式路径规划方法,《高级运输杂志》,2017(2017)
[37] 瓦察,R。;Xiao,J.,《实时检测不可预测环境中的鲁棒无碰撞轨迹》,自主机器人,37,1,81-96(2014)·doi:10.1007/s10514-013-9377-5
[38] 卢,Y。;Xi,Z。;Lien,J.-M.,《二维多边形和铰接障碍物之间的在线碰撞预测》,《国际机器人研究杂志》,35,5,476-500(2015)·doi:10.1177/0278364915603225
[39] Sawabe,T.等人。;Kanbara,M。;Ukita,N。;池田,T。;Saiki,L.Y.M。;渡边,A。;Hagita,N.,基于盲区碰撞预测的舒适自主导航,IEEE车辆电子与安全国际会议论文集,ICVES 2015
[40] 崔,R。;高,B。;Guo,J.,具有安全保障的多机器人帕累托最优协调,《自主机器人》,32,3,189-205(2012)·doi:10.1007/s10514-011-9265-9
[41] 凯勒,M。;霍夫曼,F。;Bertram,T。;哈斯,C。;Seewald,A.,《带定时弹性带的最佳避碰轨迹规划》,第19届IFAC国际自动控制联合会世界大会论文集,IFAC 2014
[42] 顾,T。;阿特伍德,J。;Dong,C。;Dolan,J.M。;Lee,J.-W.,城市自动驾驶的可调和稳定实时轨迹规划,IEEE/RSJ智能机器人和系统国际会议论文集,IROS 2015
[43] Hilgert,J。;Hirsch,K。;Bertram,T。;Hiller,M.,使用弹性带理论的自动车辆紧急路径规划,2003年IEEE/ASME高级智能机电一体化国际会议论文集,AIM 2003
[44] Jenie,Y.I。;van Kampen,E.-J。;德维瑟,C.C。;Ellerbroek,J。;Hoekstra,J.M.,《无人机解冲突机动的三维速度障碍法》,《2015年美国国际航空航天局制导、导航和控制会议论文集》,MGNC 2015年——在2015年美国航空航天局科学技术论坛上举行
此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。其项与zbMATH标识符进行启发式匹配,可能包含数据转换错误。在某些情况下,zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献,而不要求完整或完全匹配。