东南大学温广辉获国家专利权
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龙图腾网获悉东南大学申请的专利未知环境下基于改进蚁群和动态窗口法的路径规划方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN115167393B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-08-08发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202210678182.2,技术领域涉及:G05D1/43;该发明授权未知环境下基于改进蚁群和动态窗口法的路径规划方法是由温广辉;戴润杰;周俊;赵丹;王利楠设计研发完成,并于2022-06-16向国家知识产权局提交的专利申请。
本未知环境下基于改进蚁群和动态窗口法的路径规划方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种未知环境下基于改进蚁群和动态窗口法的路径规划方法,首先根据已知的环境信息构建地图矩阵;然后使用改进蚁群算法计算已知信息下的最短路径,得到全局安全路径;智能体追踪全局安全路径的同时利用感知设备探测周围环境,若发现未知的静态、动态障碍物,则将其加入到障碍物集合中,通过动态窗口算法,根据评价函数挑选出最佳的轨迹进而得到对应的速度对,将其作为控制指令传递给控制层,对障碍物进行规避,让智能体在存在静态和动态障碍物的部分未知环境下进行高效的路径规划并安全规避障碍。本发明能够实现在存在未知静态障碍物和动态障碍物的环境下进行实时的路径规划。
本发明授权未知环境下基于改进蚁群和动态窗口法的路径规划方法在权利要求书中公布了:1.未知环境下基于改进蚁群和动态窗口法的路径规划方法,其特征在于,包括如下步骤: 步骤1、根据已知的地图信息,初始化地图矩阵Map矩阵;其中,静态障碍物的区域值设为1,其他区域值设为0;初始化障碍物数组obs; 步骤2、利用改进后的蚁群算法计算初始路径pathList;具体包括如下步骤: 步骤2-1、初始化起始位置与终点,设置蚁群算法迭代总次数Nmax,已迭代次数Nc,蚂蚁数量m,信息素挥发系数ρ参数信息,对地图进行栅格化处理; 步骤2-2、遍历所有蚂蚁,开始搜索过程,假设蚂蚁k,根据地图大小构建禁忌表,用于记录蚂蚁k已走过的位置,将蚂蚁放置于起始点根据状态转移概率公式选择下一可行栅格点,在蚂蚁移动过程中记录蚂蚁走过的路径以及路径长度,直到蚂蚁没有下一可行栅格点或者已经到达终点,此时停止搜索,假如遇到了没有下一可行栅格点即死锁情况时,检查这条死锁路径与全局最优路径的最后相交栅格点,对死锁路径进行分割,对于后半部分进行信息素惩罚,对于下一只蚂蚁k+1,令其从相交栅格点开始搜索; 步骤2-3、当所有蚂蚁完成搜索即单次迭代结束后,对蚂蚁走过的路径根据信息素计算公式计算信息素数值,进行信息素更新; 步骤2-4、判断迭代次数是否已经达到上限,若没有达到上限,则跳转到步骤2-2,否则结束搜索,跳转到步骤2-5; 步骤2-5、输出算法运行中保存的最优路径信息,算法结束; 步骤3、若智能体可探测的范围内出现新的障碍物,则将其加入到障碍物集合obs中; 步骤4、智能体为每个计算得出的路径点设置序号,存入内存,记录目前追踪的全局路径上的当前路径点,存入track_id变量,根据此变量设置目标追踪点; 步骤5、根据改进后的动态窗口算法,找出智能体下一时刻应该选取的最佳速度对即线速度、角速度,传递给控制层作为控制指令输入,智能体进行移动,转向步骤3。
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