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申请/专利权人:徐州市近距离智能科技有限公司
摘要:本发明公开了一种智能机器人路径规划方法,方法包括数据采集、数据预处理、设计Q‑learn网络、设计奖励函数和路径规划。本发明属于路径规划技术领域,具体是指一种智能机器人路径规划方法,本方案使用神经网络进行近似动作值函数,具有更强的非线性逼近能力、更强适应性和优越的泛化能力;设计了安全区域和禁止区域,在奖励函数中引入了平滑项和最大训练次数,减少训练过程中的抖动及控制训练的时长;使用贝塞尔曲线对初始路径进行平滑处理,减少了路径上的抖动,提高了路径规划的效果;初始化多组不同的参数并自适应调整参数,使得参数更新更具有全局性;从而使得路径规划方法更具有鲁棒性和适应性。
主权项:1.一种智能机器人路径规划方法,其特征在于:该方法包括以下步骤:步骤S1:数据采集;步骤S2:数据预处理;步骤S3:设计动作值函数;步骤S4:设计奖励函数,设计安全区域和禁止区域,在奖励函数中引入了平滑项和最大训练次数;步骤S5:路径规划,使用贝塞尔曲线对初始路径进行平滑处理,初始化多组不同的参数并自适应调整参数,最终实现机器人路径规划;在步骤S4中包括步骤S43:设计奖励函数;当机器人的位置是障碍物时,将获得负奖励;当机器人到达目标点时,将获得大的正奖励;当机器人靠近目标点时,将获得1作为奖励;当机器人停留在原地时,将获得-1作为奖励;在其他情况下,将获得-2作为奖励;所用公式如下: ; ;其中,dt和dt-1分别表示当前时间步和上一时间步机器人与目标点之间的距离;do表示障碍物的安全距离,如果机器人和目标点的距离小于do,则表示遇到了障碍物;dg表示距离目标点的阈值,如果机器人和目标点的距离小于dg,则视为到达目标点;dn表示靠近目标点的距离,当达到这个范围时,将给予正奖励;是预奖励;R是最终奖励;ra是权重值;noP0-P1是基于人工势场方法得到的机器人下一位置P0和更新环境时获取机器人的实际位置P1的归一化距离;T是最大训练次数;是平滑项。
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