HPO-RRT*: a sampling-based algorithm for UAV real-time path planning in a dynamic environment

运动规划 随机树 路径(计算) 计算机科学 启发式 任意角度路径规划 数学优化 采样(信号处理) 树(集合论) 规划师 算法 人工智能 机器人 数学 计算机视觉 程序设计语言 数学分析 滤波器(信号处理)
作者
Yicong Guo,Xiaoxiong Liu,Qianlei Jia,Xuhang Liu,Weiguo Zhang
出处
期刊:Complex & Intelligent Systems 卷期号:9 (6): 7133-7153 被引量:13
标识
DOI:10.1007/s40747-023-01115-2
摘要

Abstract The real-time path planning of unmanned aerial vehicles (UAVs) in dynamic environments with moving threats is a difficult problem. To solve this problem, this paper proposes a time-based rapidly exploring random tree (time-based RRT*) algorithm, called the hierarchical rapidly exploring random tree algorithm based on potential function lazy planning and low-cost optimization (HPO-RRT*). The HPO-RRT* algorithm can guarantee path homotopy optimality and high planning efficiency. This algorithm uses a hierarchical architecture comprising a UAV perception system, path planner, and path optimizer. After the UAV perception system predicts moving threats and updates world information, the path planner obtains the heuristic path. First, the path planner uses the bias sampling method based on the artificial potential field function proposed in this paper to guide sampling to improve the efficiency and quality of sampling. Then, the tree is efficiently extended by the improved time-based lazy collision checking RRT* algorithm to obtain the heuristic path. Finally, a low-cost path optimizer quickly optimizes the heuristic path directly to optimize the path while avoiding additional calculations. Simulation results show that the proposed algorithm outperforms the three existing advanced algorithms in terms of addressing the real-time path-planning problem of UAVs in a dynamic environment.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
orixero应助冷傲书萱采纳,获得10
2秒前
3秒前
任义伟发布了新的文献求助10
3秒前
情怀应助李龙波采纳,获得10
4秒前
在水一方应助钰c采纳,获得10
4秒前
4秒前
姜梨完成签到,获得积分10
7秒前
Orange应助8letters采纳,获得10
7秒前
共享精神应助zjhzslq采纳,获得10
8秒前
guoyu发布了新的文献求助10
8秒前
汉堡包应助memory采纳,获得10
8秒前
姜梨发布了新的文献求助10
10秒前
飞儿随缘发布了新的文献求助10
13秒前
leonzhou发布了新的文献求助30
13秒前
sss完成签到,获得积分20
14秒前
16秒前
不配.应助任义伟采纳,获得10
16秒前
17秒前
17秒前
吒儿发布了新的文献求助10
17秒前
18秒前
lipfeii完成签到,获得积分20
18秒前
星辰大海应助王贺帅采纳,获得10
19秒前
隐形曼青应助小米辣采纳,获得30
21秒前
21秒前
单纯的戒指完成签到,获得积分10
22秒前
24秒前
24秒前
24秒前
25秒前
工具人关注了科研通微信公众号
25秒前
25秒前
无奈醉柳完成签到,获得积分10
26秒前
27秒前
杳鸢应助艾森豪威尔采纳,获得20
30秒前
冷傲书萱发布了新的文献求助10
30秒前
清秋完成签到,获得积分10
30秒前
siso发布了新的文献求助10
32秒前
32秒前
34秒前
高分求助中
歯科矯正学 第7版(或第5版) 1004
The diagnosis of sex before birth using cells from the amniotic fluid (a preliminary report) 1000
Smart but Scattered: The Revolutionary Executive Skills Approach to Helping Kids Reach Their Potential (第二版) 1000
Semiconductor Process Reliability in Practice 720
GROUP-THEORY AND POLARIZATION ALGEBRA 500
Mesopotamian divination texts : conversing with the gods : sources from the first millennium BCE 500
Days of Transition. The Parsi Death Rituals(2011) 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3229292
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2877036
关于积分的说明 8197538
捐赠科研通 2544353
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1374356
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 646935
邀请新用户注册赠送积分活动 621742