为了解决清洁机器人完全覆盖路径规划中最大覆盖率和最小重复率的要求,在清洁机器人犁田式全局路径规划算法的基础上,提出了BP神经网络方法作为清洁机器人的局部路径规划。运用基于深度优先遍历的改进型BP神经网络算法,解决清洁机器人的清扫死区问题。仿真的结果表明所提出的BP神经网络方法和改进型BP神经网络算法能够解决清洁机器人在家庭内的完全覆盖路径规划问题。
2025-12-23 18:00:58 482KB 自然科学 论文
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机器人路径规划作为机器人学中的一个重要分支,其目标是让机器人能够根据一定的规则,在复杂的环境中从一个位置移动到另一个位置,同时避开障碍物、优化路径长度和移动时间。本文档提出的机器人路径规划方法结合了神经网络和遗传算法,旨在实现更为高效和智能的路径规划。 神经网络是一类模仿生物神经系统的计算模型,具有自适应、自学习的能力,能够在大量数据中提取出有用的特征和规律。它在机器学习领域得到了广泛的应用,特别是在图像识别、语音识别和自然语言处理等方面。神经网络在路径规划中的应用,可以使得机器人通过学习大量的路径数据,识别环境特征,预测路径的优劣,并进行实时的路径决策。 遗传算法是模拟自然界生物进化过程中的遗传与选择机制的搜索优化算法。在路径规划中,遗传算法可以用来生成多条可能的路径,并根据适应度函数(通常为路径长度、安全性和时间效率等因素的综合评估)进行评估,然后选择适应度最高的路径进行迭代优化。通过迭代选择、交叉和变异等操作,算法能够逐步逼近最优解。 将神经网络与遗传算法相结合,可以有效提高机器人的路径规划能力。神经网络可以快速学习和处理环境信息,给出初步的路径规划方案。随后,遗传算法可以在此基础上,通过模拟自然选择的过程,优化出更优质的路径。这种结合方式不仅能够提高路径规划的效率和准确性,还能够增强机器人应对未知环境变化的能力。 在实际应用中,机器人路径规划方法的实施需要考虑多种因素,如环境的动态变化、障碍物的分布、机器人的动力学特性等。因此,路径规划算法需要具备高度的灵活性和鲁棒性,以便在各种复杂环境下都能得到满意的规划结果。 文档中提供的“使用神经网络+遗传算法实现机器人路径规划.txt”文件,可能包含具体的算法实现细节、实验环境的搭建、参数设置、算法性能评估和测试结果等。文件内容应该详细地描述了如何将神经网络和遗传算法相结合,以及如何应用到机器人的路径规划中。通过阅读和学习该文件,研究人员和工程师可以了解最新的路径规划方法,以及如何实现和优化这一过程。 由于路径规划在工业自动化、智能家居、智能交通等众多领域具有广泛的应用前景,因此,掌握并不断改进基于神经网络与遗传算法的机器人路径规划方法,对于推动相关技术的发展具有重要意义。
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内容概要:本文介绍了一种在MATLAB环境下实现的改进型RRT路径规划算法,结合概率采样、贪心扩展策略与三阶B样条平滑优化技术,显著提升路径规划效率与平滑性。算法支持二维/三维环境、自定义地图、起点、终点及复杂障碍物(如多边形与圆形),并通过biased sampling加快收敛速度,利用贪心延伸提升空旷区域探索效率,最后通过B样条实现C2连续的平滑路径输出。实测表明该方法在复杂环境中具备更强的鲁棒性与实时性。 适合人群:具备一定MATLAB编程基础的机器人算法工程师、自动驾驶开发者、智能系统研究人员及高校研究生。 使用场景及目标:适用于移动机器人、无人车、无人机等领域的路径规划仿真与算法验证;目标是提升传统RRT算法的收敛速度、路径质量与环境适应能力。 阅读建议:建议结合代码实践,重点关注采样策略、贪心扩展与B样条平滑模块的设计逻辑,并根据实际地图尺寸调整关键参数以获得最优性能。
2025-11-23 08:41:50 332KB 路径规划 贪心算法
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基于改进A*算法融合DWA算法的机器人路径规划MATLAB仿真程序(含注释) 包含传统A*算法与改进A*算法性能对比?改进A*算法融合DWA算法规避未知障碍物仿真。 改进A*算法做全局路径规划,融合动态窗口算法DWA做局部路径规划既可规避动态障碍物,又可与障碍物保持一定距离。 任意设置起点与终点,未知动态障碍物与未知静态障碍物。 地图可更改,可自行设置多种尺寸地图进行对比,包含单个算法的仿真结果及角速度线速度姿态位角的变化曲线,仿真图片丰富 基于改进A*算法融合DWA算法的机器人路径规划MATLAB仿真程序是一项结合了经典与现代机器人导航技术的研究成果。该程序采用了改进的A*算法作为全局路径规划的基础,通过优化路径搜索策略,提高了路径规划的效率和准确性。A*算法是一种启发式搜索算法,广泛应用于路径规划领域。它通过评估从起始点到目标点的估计成本来选择最优路径,其中包括实际已经走过的路径成本和估算剩余路径成本。 在此基础上,程序进一步融入了动态窗口法(DWA)算法进行局部路径规划。DWA算法擅长处理机器人在动态环境中移动的问题,能够实时计算出机器人在下一个时间步的最优运动,特别是在存在动态障碍物的环境中,能够快速反应并规避障碍。DWA算法通过在速度空间上进行搜索,计算出一系列候选速度,并从中选出满足机器人运动约束、碰撞避免以及动态性能要求的速度。 本仿真程序不仅展示了改进A*算法与传统A*算法在路径规划性能上的对比,还演示了改进A*算法融合DWA算法在规避未知障碍物方面的优势。用户可以自定义起点和终点,设置未知的动态障碍物和静态障碍物,并对不同尺寸的地图进行规划和仿真。仿真结果不仅给出了路径规划的直观展示,还包括了角速度、线速度、姿态和位角变化的数据曲线,提供了丰富的仿真图片来辅助分析。 本程序的实现不仅对学术研究有重大意义,也在工业领域有着广泛的应用前景。它能够帮助机器人在复杂和变化的环境中保持高效的路径规划能力,对于提高机器人的自主性和灵活性具有重要作用。同时,由于MATLAB环境的用户友好性和强大的数据处理能力,该仿真程序也极大地便利了相关算法的研究与开发。 由于文档中包含了具体的算法实现细节和仿真结果展示,因此对研究者和工程师来说,这不仅是一个实用的工具,也是理解改进A*算法和DWA算法集成优势的宝贵资料。此外,程序的开放性和注释详尽也使其成为教育和教学中不可多得的资源。 这项研究成果通过结合改进A*算法和DWA算法,有效地提高了机器人在复杂环境中的路径规划能力,为机器人技术的发展和应用提供了新的思路和解决方案。通过MATLAB仿真程序的实现,研究者能够更加深入地探索和验证这些算法的性能,进一步推动了智能机器人技术的进步。
2025-10-27 15:46:11 2.9MB matlab
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随着人工智能技术的飞速发展,机器人路径规划作为机器人领域的重要研究方向之一,已经在工业、服务、医疗等领域发挥着重要作用。路径规划的目标是使机器人能够安全、高效地从起点移动到终点,避免障碍物,同时优化运动路径。传统的路径规划算法包括基于图的算法、启发式算法和基于样条曲线的方法等。然而,这些方法在复杂环境或动态变化的环境中效率较低,且难以处理高维状态空间。 深度学习尤其是深度强化学习为路径规划问题提供了新的解决思路。深度Q网络(DQN)作为深度强化学习中的一种重要算法,利用深度神经网络的强大表达能力拟合Q函数,从而解决了传统强化学习中的状态空间和动作空间维数过高的问题。DQN结合了深度学习和Q-learning的优势,通过经验回放和目标网络解决了传统强化学习中的不稳定性问题,使得机器人能够在复杂的环境和动态变化的场景中进行有效的路径规划。 在本次分享的项目中,“基于深度学习DQN的机器人路径规划附Matlab代码”将详细展示如何结合深度学习和强化学习技术进行路径规划。该研究首先构建了机器人所处的环境模型,定义了状态和动作空间,接着设计了相应的深度Q网络架构,用于逼近最优策略。通过与环境的互动学习,机器人能够逐步提升其在不同场景下的路径规划能力。 项目中包含的Matlab代码部分是一个重要的学习资源,它不仅为研究人员提供了算法实现的参考,也使得学习者能够通过实践更深刻地理解DQN算法在路径规划中的应用。通过运行这些代码,用户可以直观地观察到机器人在模拟环境中学习的过程,包括状态的更新、策略的调整以及路径的优化等。 此外,项目还可能包括对DQN算法的改进措施,比如使用更加复杂的神经网络架构、引入更多样化的环境交互数据来增强模型的泛化能力,或者对训练过程进行优化以提高学习效率。这些内容对于想要深入研究深度强化学习在路径规划中应用的学者和技术人员来说,具有较高的参考价值。 该项目的发布将有助于促进机器人路径规划技术的发展,特别是在自主导航和决策制定方面。它不仅能够为实际的机器人产品开发提供理论和技术支持,也能够为学术界的研究工作带来启示,推动相关领域的研究进步。随着深度学习和强化学习技术的不断完善,未来机器人在复杂环境中的路径规划能力将得到极大的提升,这对于推进机器人技术的广泛应用具有重要意义。
2025-09-23 08:36:04 15KB
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基于改进A*算法与DWA融合策略的机器人路径规划仿真研究:全局规划与局部避障的综合性能分析,基于改进A*算法融合DWA算法的机器人路径规划MATLAB仿真程序(含注释) 包含传统A*算法与改进A*算法性能对比?改进A*算法融合DWA算法规避未知障碍物仿真。 改进A*算法做全局路径规划,融合动态窗口算法DWA做局部路径规划既可规避动态障碍物,又可与障碍物保持一定距离。 任意设置起点与终点,未知动态障碍物与未知静态障碍物。 地图可更改,可自行设置多种尺寸地图进行对比,包含单个算法的仿真结果及角速度线速度姿态位角的变化曲线,仿真图片丰富 ,改进A*算法; DWA算法; 路径规划; 未知障碍物; MATLAB仿真程序; 性能对比; 地图设置; 角速度线速度姿态位角变化曲线,基于MATLAB仿真的机器人路径规划程序:改进A*算法与DWA融合优化对比
2025-09-09 09:28:38 2.9MB paas
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基于改进A*算法融合DWA算法的机器人路径规划MATLAB仿真程序(含注释) 包含传统A*算法与改进A*算法性能对比?改进A*算法融合DWA算法规避未知障碍物仿真。 改进A*算法做全局路径规划,融合动态窗口算法DWA做局部路径规划既可规避动态障碍物,又可与障碍物保持一定距离。 任意设置起点与终点,未知动态障碍物与未知静态障碍物。 地图可更改,可自行设置多种尺寸地图进行对比,包含单个算法的仿真结果及角速度线速度姿态位角的变化曲线,仿真图片丰富 在现代机器人技术与自动化领域中,路径规划作为核心问题之一,对于实现机器人安全、高效地从起点移动到终点具有重要意义。路径规划算法的优劣直接关系到机器人的性能表现和应用范围。本文介绍了一种基于改进A*算法与动态窗口法(DWA)融合的路径规划方法,并提供了一套MATLAB仿真程序。 A*算法是目前较为广泛应用的路径规划算法,尤其适用于有明确静态环境地图的情况。它能够保证找到从起点到终点的最优路径。然而,传统的A*算法在面对动态障碍物时存在不足,因为它并未考虑环境的实时变化。为了弥补这一缺陷,本文提出了改进的A*算法。改进的部分主要在于动态障碍物的实时检测与路径规避策略,使其能够应对环境变化,确保路径的安全性和有效性。 在融合了DWA算法后,改进A*算法能够更好地处理局部路径规划问题。DWA算法是一种用于局部路径规划的算法,它能够为机器人提供实时避障能力,特别是在面对动态障碍物时。通过将DWA算法与改进A*算法相结合,不仅可以实现全局的最优路径规划,还能够在局部路径中实时调整路径,避免与动态障碍物的碰撞,同时保持与障碍物的安全距离。 在仿真程序中,用户可以自定义起点和终点位置,并设置地图的尺寸和障碍物的分布。仿真程序能够输出一系列仿真结果,包括角速度、线速度、姿态和位角的变化曲线图,以及机器人在路径规划过程中产生的各种动态行为的可视化图片。这些结果有助于研究者和工程师分析和评估算法性能,进一步优化算法参数,提高路径规划的效果。 通过对比传统A*算法与改进A*算法的仿真结果,可以明显看出改进算法在处理动态障碍物时的优势。改进算法不仅能够保持路径的全局最优性,还能有效处理局部的动态变化,使得机器人能够更加灵活、安全地移动。 本文提出的基于改进A*算法融合DWA算法的机器人路径规划方法,不仅适用于静态环境,还能够应对动态环境的变化。该方法的MATLAB仿真程序能够为机器人路径规划的研究和应用提供有力的工具,有助于推动相关技术的发展和创新。
2025-09-08 22:43:54 2.9MB matlab
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内容概要:本文深入探讨了基于麻雀搜索算法的栅格地图机器人路径规划问题,通过MATLAB实现该算法并详细注释代码。文章介绍了栅格地图的概念及其在机器人路径规划中的应用,重点讲解了麻雀搜索算法的特点和优势,并展示了如何在MATLAB中构建栅格地图、设置参数、实现算法以寻找最优路径。此外,文章还讨论了如何修改栅格地图以适应不同应用场景,并探讨了其他优化算法(如遗传算法、蚁群算法、粒子群算法)在此模型中的应用可能性。 适合人群:从事机器人路径规划研究的技术人员、研究人员及高校相关专业学生。 使用场景及目标:适用于需要在复杂环境下进行机器人路径规划的研究项目,旨在提高路径规划的效率和准确性。通过学习本文,读者可以掌握基于麻雀搜索算法的路径规划方法,并能够将其应用于实际工程中。 其他说明:本文不仅提供了一种具体的算法实现方式,还为未来的算法改进和其他优化算法的应用提供了思路和参考。
2025-07-17 10:42:19 238KB MATLAB 优化算法
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基于改进A*算法融合DWA算法的机器人路径规划MATLAB仿真程序(含注释) 包含传统A*算法与改进A*算法性能对比?改进A*算法融合DWA算法规避未知障碍物仿真。 改进A*算法做全局路径规划,融合动态窗口算法DWA做局部路径规划既可规避动态障碍物,又可与障碍物保持一定距离。 任意设置起点与终点,未知动态障碍物与未知静态障碍物。 地图可更改,可自行设置多种尺寸地图进行对比,包含单个算法的仿真结果及角速度线速度姿态位角的变化曲线,仿真图片丰富 在现代机器人技术研究领域中,路径规划算法是实现机器人自主导航与移动的关键技术之一。路径规划旨在使机器人从起点出发,通过合理的路径选择,避开障碍物,安全高效地到达终点。随着算法的不断发展,人们在传统的路径规划算法基础上提出了诸多改进方案,以期达到更好的规划效果。在这些方案中,改进的A*算法与动态窗口法(DWA)的结合成为了研究热点。 A*算法是一种广泛使用的启发式搜索算法,适用于静态环境下的路径规划。它基于启发信息估计从当前节点到目标节点的最佳路径,通过优先搜索成本最小的路径来达到目标。然而,A*算法在处理动态环境或者未知障碍物时存在局限性。为此,研究者们提出了改进A*算法,通过引入新的启发式函数或者优化搜索策略,以提升算法在复杂环境中的适应性和效率。 动态窗口法(DWA)则是一种局部路径规划算法,它通过在机器人当前速度空间中选取最优速度来避开动态障碍物。DWA通过评估在一定时间窗口内,机器人各个速度状态下的路径可行性以及与障碍物的距离,以避免碰撞并保持路径的最优性。然而,DWA算法通常不适用于长距离的全局路径规划,因为其只在局部窗口内进行搜索,可能会忽略全局路径信息。 将改进A*算法与DWA结合,可以充分利用两种算法的优势,实现对全局路径的规划以及对局部动态障碍物的即时响应。在这种融合策略下,改进A*算法用于全局路径的规划,设定机器人的起点和终点,同时考虑静态障碍物的影响。在全局路径的基础上,DWA算法对局部路径进行规划,实时调整机器人的运动状态,以避开动态障碍物。这种策略不仅保持了与障碍物的安全距离,还能有效应对动态环境中的复杂情况。 此外,该仿真程序还具备一些实用功能。用户可以自行设定地图尺寸和障碍物类型,无论是未知的动态障碍物还是静态障碍物,仿真程序都能进行有效的路径规划。仿真结果会以曲线图的形式展现,包括角速度、线速度、姿态和位角的变化,同时提供了丰富的仿真图片,便于研究者分析和比较不同算法的性能。这些功能不仅提高了仿真程序的可用性,也增强了研究者对算法性能评估的直观理解。 改进A*算法与DWA算法的融合是机器人路径规划领域的一个重要进展。这种融合策略通过全局规划与局部调整相结合的方式,提升了机器人在复杂和动态环境中的导航能力,使得机器人能够更加智能化和自主化地完成任务。随着算法研究的不断深入和技术的不断进步,未来的机器人路径规划技术将会更加成熟和高效。
2025-04-14 15:03:42 2.89MB edge
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基于灰狼优化算法的机器人三维路径规划:mp-GWO与CS-GWO算法对比及详细代码注释,三维路径规划:基于灰狼改进算法的MP-GWO与CS-GWO机器人路径规划算法对比,内含详细代码注释,三维路径规划 基于灰狼改进算法的机器人路径规划mp-GWO和CS-GWO机器人路径规划算法 自由切GWO,CS-GWO算法进行对比。 内涵详细的代码注释 ,三维路径规划; 灰狼改进算法; 机器人路径规划算法; mp-GWO; CS-GWO; 算法对比; 代码注释,基于灰狼优化算法的三维机器人路径规划研究:mp-GWO与CS-GWO算法的对比与代码详解
2025-04-08 16:24:47 1.09MB 数据结构
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