带障碍物惩罚因子的多机器人路径规划 |
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引用本文: | 闫星宇,李大焱,王妮娅,张凯翔,毛剑琳.带障碍物惩罚因子的多机器人路径规划[J].系统仿真学报,2024(3):673-685. |
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作者姓名: | 闫星宇 李大焱 王妮娅 张凯翔 毛剑琳 |
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作者单位: | 1. 昆明理工大学信息工程与自动化学院;2. 昆明理工大学机电工程学院 |
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基金项目: | 国家自然科学基金(62263017);;云南省重大科技专项计划(202002AC080001); |
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摘 要: | 轻载环境中,复杂障碍物区域将引起机器人之间局部冲突加剧,进而导致路径求解效率下降,针对该问题,提出轻载环境下带障碍物惩罚因子的多机器人路径规划方法。在基于冲突搜索(conflict-based search, CBS)算法框架的下层单机规划过程中,通过对即将拓展机器人位置的周围障碍物分布类型进行判断,赋予与之对应的障碍物惩罚因子;对路径规划过程中的惩罚因子进行累加,作为单机规划的启发值对路径进行选取;结合CBS算法框架的上层冲突消解策略进行多机器人的路径规划与冲突协调。测试结果表明,在10%障碍物分布的轻载环境中,所提算法的求解时间约为CBS算法的81.38%~83.67%,二叉约束树(constraint tree, CT)拓展量为CBS算法的60.14%~71.66%。在Gazebo中仿真表明,所提方法可减小通过复杂障碍物区域的次数。
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关 键 词: | 轻载环境 多机器人路径规划 惩罚因子 基于冲突搜索算法 约束树 |
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