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安全与环境学报2025年第07期:融合RVO和路径规划的塔机动态避障算法

来源:期刊VIP网 时间:


作者:陈应霞;卫明明;汪勇;万正龙;刘蕙绮;

单位:长江大学计算机科学学院;湖北江汉建筑工程机械有限公司;

摘要:为了避免塔式起重机(简称塔机)在施工作业中发生碰撞事故,提出了一种基于互惠速度障碍法(Reciprocal Velocity Obstacles, RVO)的塔机动态避障算法。该算法在构建的三维空间中随机布置多台塔机,并为每台塔机分配独立的任务以保证任务分工的灵活性,然后将传统的RVO算法扩展到三维空间,对每台塔机的吊钩进行最优运动路径规划以避免吊钩与常规障碍物发生碰撞,最后将复杂的三维空间降维至二维空间,并根据吊钩与塔机各部件的关联规则设计出一系列避障策略,以确保每个塔机能够在期望速度下实现安全作业。仿真结果表明,所提的算法在复杂环境中能够有效地规划每个塔机的作业路径,实现了塔机与障碍物,以及塔机与塔机之间的安全避让。

关键词:安全工程;;塔式起重机;;互惠速度障碍法;;路径规划;;动态避障

基金资助:荆州市揭榜领题项目(2024Z17001)