路径规划之基于优化的规划算法
关注同名微信公众号“混沌无形”，有趣好文！
原文链接：机器人曲线插值拟合算法研究现状简述（包含原文PDF百度云下载链接）
第三类算法是主要是将多目标多变量多约束耦合的规划模型转化为有权重的惩罚函数，并优化求解，通常用于初始路径的平滑。
Ren等人针对势场法存在振荡等问题，将改进牛顿法优化方法应用于连续势场导航模型，并考虑了机器人非全向约束和移动障碍物影响，极大提升了系统性能，但存在优化计算成本较高的问题[13]。
Ratliff等人针对高维运动规划问题提出CHOMP（Covariant Hamilton Optimization Motion Planning）算法（图 2.6），先创建起始位置到终止位置的初始路径，针对成本函数使用梯度下降法对轨迹进行优化，获得平滑、无碰撞的轨迹，但存在容易陷入局部最小值的问题，因此引入了使用Hamilton Monte Carlo算法施加扰动，以重新启动优化过程，然而，引入了随机性，从而降低了优化结果的确定性。
图 2.6 CHOMP[14]
与之相近，Kalakrishnan等人提出的STOMP (Stochastc Trajectory Optimization Motion Planning)算法不需要目标函数梯度信息，因此可提高机器人运动规划性能，通过生成带有噪声的轨迹探索初始轨迹周围的空间，以产生较低成本的轨迹。其随机性也克服了基于梯度方法存在的局部最小值问题[14]。
Dolgov等人使用Hybrid A*生成的初始路径，并以路径曲率最小化为目标，使用共轭梯度法优化得到平滑路径，并将存在碰撞情况的对应原始路径点作为锚点重新优化，以保证路径安全可靠[10]。
Ziegler等人提出一种局部连续的轨迹规划方法，通过结合道路边缘及障碍物将工作空间转化为凸空间，并引入连续可微的伪距离构建伪梯度场，综合模型硬约束及舒适性等要求，转化为带约束的非线性规划问题，并使用序列二次规划算法求解[15]。
Quinlan、Rösmann、Magyar等人将“橡皮筋受内、外力作用产生形变”的原理应用于路径平滑处理，EB（Elastic Bands）[16]算法使用气泡带算法生成不连续的初始路径，再使用“橡皮筋”形变模型优化路径形状，生成无碰撞的平滑路径。TEB（Timed Elastic Band）[17]将静态、动态约束（速度、加速度等）和机器人状态使用稀疏图描述（强扩展特性），并转化为加权的单目标优化问题，并使用大规模最小二乘法求解，生成符合约束最低成本的轨迹（见图 2.7），具有极强的动态避障和重规划能力，并应用于多种类型的轮式机器人。DT-TEB（TEB in distinctive topologies）[18]将RRT算法、Voronoi图分别与TEB相结合，实时生成局部拓扑空间中全局最优轨迹，并延长了生成轨迹的长度，提高避障性能。CES(Convex Elastic Smoothing)[19]算法针对类车机器人运动规划模型，将气泡带初始路径形状“拉伸”优化及给定路径下速度优化问题构造为两个凸优化问题，并迭代优化路径曲线-速度曲线，实时生成平滑轨迹。
图 2.7 TEB算法[17]
精彩的理论论证过程见原文链接（含全文下载链接）
由于网页排版效果一般，所以笔者按照期刊论文版式为小伙伴们整理了原文PDF，方便收藏和回味。
原文链接：（包含原文PDF百度云下载链接）
CSDN下载链接：机器人曲线插值拟合算法研究现状简述如果喜欢的话，可以关注我，有趣好文！
微信公众号：混沌无形
知乎号：混沌无形
B站：混沌无形R
路径规划之基于优化的规划算法相关推荐
- 路径规划之基于插值的规划算法
关注同名微信公众号"混沌无形",有趣好文! 原文链接:机器人曲线插值拟合算法研究现状简述(包含原文PDF百度云下载链接) 第一类是采用多项式曲线来描述机器人运动轨迹,这是因为多项式 ...
- 【PSO三维路径规划】基于matlab粒子群算法无人机三维路径规划【含Matlab源码 192期】
⛄一.无人机简介 无人机的航迹规划是指在综合考虑无人机飞行油耗.威胁.飞行区域以及自身物理条件限制等因素的前提下, 为飞行器在飞行区域内规划出从初始点到目标点最优或者满意的飞行航迹, 其本质是一个多约 ...
- 【ACO三维路径规划】基于matlab蚁群算法无人机三维路径规划【含Matlab源码 1278期】
一.无人机简介 0 引言 随着现代技术的发展,飞行器种类不断变多,应用也日趋专一化.完善化,如专门用作植保的大疆PS-X625无人机,用作街景拍摄与监控巡察的宝鸡行翼航空科技的X8无人机,以及用作水下 ...
- 【PSO三维路径规划】基于matlab粒子群算法无人机三维路径规划【含Matlab源码 015期】
一.无人机简介 0 引言 随着现代技术的发展,飞行器种类不断变多,应用也日趋专一化.完善化,如专门用作植保的大疆PS-X625无人机,用作街景拍摄与监控巡察的宝鸡行翼航空科技的X8无人机,以及用作水下 ...
- 【PSO三维路径规划】基于matlab粒子群算法无人机三维路径规划【含Matlab源码 1260期】
一.无人机简介 0 引言 随着现代技术的发展,飞行器种类不断变多,应用也日趋专一化.完善化,如专门用作植保的大疆PS-X625无人机,用作街景拍摄与监控巡察的宝鸡行翼航空科技的X8无人机,以及用作水下 ...
- 【ABC三维路径规划】基于matlab人工蜂群算法多无人机三维路径规划【含Matlab源码 170期】
一.无人机简介 0 引言 随着现代技术的发展,飞行器种类不断变多,应用也日趋专一化.完善化,如专门用作植保的大疆PS-X625无人机,用作街景拍摄与监控巡察的宝鸡行翼航空科技的X8无人机,以及用作水下 ...
- 【ACO三维路径规划】基于matlab蚁群算法水下潜器三维路径规划【含matlab源码 043期】
一.无人机简介 0 引言 随着现代技术的发展,飞行器种类不断变多,应用也日趋专一化.完善化,如专门用作植保的大疆PS-X625无人机,用作街景拍摄与监控巡察的宝鸡行翼航空科技的X8无人机,以及用作水下 ...
- 【PSO三维路径规划】基于matlab粒子群算法无人机山地三维路径规划【含Matlab源码 1405期】
⛄一.无人机简介 0 引言 随着现代技术的发展,飞行器种类不断变多,应用也日趋专一化.完善化,如专门用作植保的大疆PS-X625无人机,用作街景拍摄与监控巡察的宝鸡行翼航空科技的X8无人机,以及用作水 ...
- 【ABC三维路径规划】基于matlab人工蜂群算法无人机三维路径规划【含Matlab源码 021期】
⛄一.无人机简介 0 引言 随着现代技术的发展,飞行器种类不断变多,应用也日趋专一化.完善化,如专门用作植保的大疆PS-X625无人机,用作街景拍摄与监控巡察的宝鸡行翼航空科技的X8无人机,以及用作水 ...
最新文章
- -变量,进制,数据类型,标识符
- python 函数变量_Python函数中的变量和函数返回值
- 完全命令行.NET开发
- python编程实例视屏-python实现实时视频流播放代码实例
- 关于网络安全几个问题的整理
- 用Quartus II Timequest Timing Analyzer进行时序分析 ：实例讲解
- 认识学习网络布线与数制转换
- FPGA时序约束设计经验总结
- oracle+greatest+max,ORACLE 内置函数之 GREATEST 和 LEAST(求多列的最大值,最小值)
- 如何进行用户行为分析并提高用户粘性
- 6.4Spring环境配置等级和优先级
- oracle 2的次方,Oracle第二次课 - osc_qyg23ccq的个人空间 - OSCHINA - 中文开源技术交流社区...
- SQLite:关于日期的字段的优化将给Julia带来大幅效率提升
- HTML案例登录页面
- 工厂模式(Factory Method)
- 主线程启动多个子线程，子线程彼此之间并发执行，互不影响
- i78700k配什么显卡好_最新适合搭配i7-8700的显卡推荐 i7 8700配什么显卡好
- zabbix 报警 Lack of free swap space on Zabbix server 处理
- 第一周项目0-宣告主权
- Unity自带GL详解