·1226 工程科学学报，第42卷，第9期 域的结点，对BNN算法分流方程参数分别做如下 减少路径的转折，优化算法的搜索路径.实验结果 设定：E=100,A=20,B=1,D=-1,c=1.因为三部分 证明算法实现了自主避障并有效搜索到了目标 转移区域环境不同，所以算法需要做出不同的路径 点，路径没有出现跨越和迷失现象，该算法在点对 选择，经过调试，在不同的子区域设置不同的μ来获 点路径规划中具有高效性 得较短的转移路径，当J一I区域之间取μ=1,1一F 3.3对比实验 区域之间取μ=3，F一C区域之间取μ=1时，三条 为证明BNN算法在区域转移方面的性能，本 转移路径最短.图7(b)给出了BNN算法完成的子 文选用几种经典点对点路径规划算法与BNN算 区域间的路径转移仿真结果图，图中用“×”表示 法做对比试验.通常情况下，路径转移距离和路径 BNN算法生成的子区域间的转移路径 转移时间是衡量覆盖任务的重要指标.路径转移 在图7(a)中，环境中的障碍物形状各异，机器 距离为机器人从上一个子区域结点到下一个子区 人从初始位置(2,2)开始运动，根据仿真结果可知， 域起始点生成的路径距离；路径转移时间为完成 该算法能够在这种复杂环境下做出相应的路径选 这项任务消耗的时间，通过这两种性能指标来评 择策略，并且在每一个子区域内部完成全覆盖.本 价两种算法最短转移路径的总代价 例子中区域重复覆盖率为0，总覆盖面积达到 本小节选用的对比算法为A*算法、Dijkstra算 100%,有效证明了该算法的可行性.从图7(a)中 法和RRT算法.BINN算法、A*算法、Dijkstra算 可以看到虚线经过了障碍物栅格，路径转移算法 法均是基于栅格地图，路径转移距离为所有栅格 需要完成避障功能.三个部分路径转移的实施离 之间的欧氏距离之和；RRT算法基于坐标地图，路 不开点对点路径规划算法，本模块BNN算法在做 径转移距离为所有坐标点之间的距离之和，栅格 点对点路径规划时，在目标点处增加了神经元活 地图与坐标地图具有对应性，因此几种算法路径 性值，并在三个区域转移部分分别设置不同的来 长度具有可比性.图8、表3、表4和图9展示了四 (a) (b) 15 20 0 3 3 10 15 20 25 10 15 20 25 Grid number Grid number d 5 0 15 20 25 10 15 20 25 Grid number Grid number 图8 实验结果对比.(a)BNN算法：(b)A*算法：(c)Dijkstra算法：(d)RRT算法 Fig.8 Comparison of experimental results:(a)BINN algorithm;(b)A*algorithm;(c)Dijkstra algorithm;(d)RRT algorithmE=100, A = 20, B = 1, D = −1, c = 1 µ µ = 1 µ = 3 µ = 1 域的结点，对 BINN 算法分流方程参数分别做如下 设定： . 因为三部分 转移区域环境不同，所以算法需要做出不同的路径 选择，经过调试，在不同的子区域设置不同的 来获 得较短的转移路径，当 J—I 区域之间取 , I—F 区域之间取 , F—C 区域之间取 时，三条 转移路径最短. 图 7（b）给出了 BINN算法完成的子 区域间的路径转移仿真结果图，图中用“×”表示 BINN 算法生成的子区域间的转移路径. µ 在图 7（a）中，环境中的障碍物形状各异，机器 人从初始位置（2,2）开始运动，根据仿真结果可知， 该算法能够在这种复杂环境下做出相应的路径选 择策略，并且在每一个子区域内部完成全覆盖. 本 例子中区域重复覆盖率 为 0，总覆盖面积达 到 100%，有效证明了该算法的可行性. 从图 7（a）中 可以看到虚线经过了障碍物栅格，路径转移算法 需要完成避障功能. 三个部分路径转移的实施离 不开点对点路径规划算法，本模块 BINN 算法在做 点对点路径规划时，在目标点处增加了神经元活 性值，并在三个区域转移部分分别设置不同的 来 减少路径的转折，优化算法的搜索路径. 实验结果 证明算法实现了自主避障并有效搜索到了目标 点，路径没有出现跨越和迷失现象，该算法在点对 点路径规划中具有高效性. 3.3    对比实验 为证明 BINN 算法在区域转移方面的性能，本 文选用几种经典点对点路径规划算法与 BINN 算 法做对比试验. 通常情况下，路径转移距离和路径 转移时间是衡量覆盖任务的重要指标. 路径转移 距离为机器人从上一个子区域结点到下一个子区 域起始点生成的路径距离；路径转移时间为完成 这项任务消耗的时间，通过这两种性能指标来评 价两种算法最短转移路径的总代价. 本小节选用的对比算法为 A*算法、Dijkstra 算 法和 RRT 算法. BINN 算法、A*算法、Dijkstra 算 法均是基于栅格地图，路径转移距离为所有栅格 之间的欧氏距离之和；RRT 算法基于坐标地图，路 径转移距离为所有坐标点之间的距离之和，栅格 地图与坐标地图具有对应性，因此几种算法路径 长度具有可比性. 图 8、表 3、表 4 和图 9 展示了四 5 10 15 20 25 5 10 15 20 25 Grid number Grid number 5 10 15 20 25 5 10 15 20 25 Grid number Grid number (a) (b) 5 10 15 20 25 5 10 15 20 25 Grid number Grid number 5 10 15 20 25 5 10 15 20 25 Grid number Grid number (c) (d) 图 8    实验结果对比. （a）BINN 算法；（b）A*算法；（c）Dijkstra 算法；（d）RRT 算法 Fig.8    Comparison of experimental results: (a) BINN algorithm; (b) A* algorithm; (c) Dijkstra algorithm; (d) RRT algorithm · 1226 · 工程科学学报，第 42 卷，第 9 期