Published March 22, 2022
| Version v1
Publication
Open
Time Optimal Trajectory Planing Based on Improved Sparrow Search Algorithm
Creators
- 1. Ministry of Education of the People's Republic of China
- 2. Hubei Provincial Water Resources and Hydropower Planning Survey and Design Institute
Description
Complete trajectory planning includes path planning, inverse solution solving and trajectory optimization. In this paper, a highly smooth and time-saving approach to trajectory planning is obtained by improving the kinematic and optimization algorithms for the time-optimal trajectory planning problem. By partitioning the joint space, the paper obtains an inverse solution calculation based on the partitioning of the joint space, saving 40% of the inverse kinematics solution time. This means that a large number of computational resources can be saved in trajectory planning. In addition, an improved sparrow search algorithm (SSA) is proposed to complete the solution of the time-optimal trajectory. A Tent chaotic mapping was used to optimize the way of generating initial populations. The algorithm was further improved by combining it with an adaptive step factor. The experiments demonstrated the performance of the improved SSA. The robot's trajectory is further optimized in time by an improved sparrow search algorithm. Experimental results show that the method can improve convergence speed and global search capability and ensure smooth trajectories.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
يشمل تخطيط المسار الكامل تخطيط المسار وحل الحلول العكسية وتحسين المسار. في هذه الورقة، يتم الحصول على نهج سلس للغاية وموفر للوقت لتخطيط المسار من خلال تحسين الخوارزميات الحركية والتحسينية لمشكلة تخطيط المسار الأمثل للوقت. من خلال تقسيم مساحة المفصل، تحصل الورقة على حساب حل عكسي بناءً على تقسيم مساحة المفصل، مما يوفر 40 ٪ من وقت حل الحركة العكسية. وهذا يعني أنه يمكن حفظ عدد كبير من الموارد الحاسوبية في تخطيط المسار. بالإضافة إلى ذلك، تم اقتراح خوارزمية محسنة للبحث عن العصفور (SSA) لإكمال حل المسار الأمثل للوقت. تم استخدام رسم خرائط فوضوي للخيمة لتحسين طريقة توليد السكان المبدئيين. تم تحسين الخوارزمية بشكل أكبر من خلال دمجها مع عامل الخطوة التكيفي. أظهرت التجارب أداء دول جنوب الصحراء الكبرى بأفريقيا المحسنة. يتم تحسين مسار الروبوت في الوقت المناسب من خلال تحسين خوارزمية البحث عن العصفور. تظهر النتائج التجريبية أن الطريقة يمكن أن تحسن سرعة التقارب وقدرة البحث العالمية وتضمن مسارات سلسة.Translated Description (French)
La planification de trajectoire complète comprend la planification de trajectoire, la résolution de solution inverse et l'optimisation de trajectoire. Dans cet article, une approche très fluide et rapide de la planification de trajectoire est obtenue en améliorant les algorithmes de cinématique et d'optimisation pour le problème de planification de trajectoire optimale en temps. En partitionnant l'espace de joint, le papier obtient un calcul de solution inverse basé sur le partitionnement de l'espace de joint, économisant 40% du temps de solution cinématique inverse. Cela signifie qu'un grand nombre de ressources de calcul peuvent être économisées dans la planification de trajectoire. En outre, un algorithme amélioré de recherche de moineaux (SSA) est proposé pour compléter la solution de la trajectoire optimale dans le temps. Une cartographie chaotique de la tente a été utilisée pour optimiser la manière de générer les populations initiales. L'algorithme a été encore amélioré en le combinant avec un facteur de pas adaptatif. Les expériences ont démontré les performances de la SSA améliorée. La trajectoire du robot est encore optimisée dans le temps par un algorithme de recherche de moineau amélioré. Les résultats expérimentaux montrent que la méthode peut améliorer la vitesse de convergence et la capacité de recherche globale et assurer des trajectoires fluides.Translated Description (Spanish)
La planificación completa de la trayectoria incluye la planificación de la ruta, la resolución de soluciones inversas y la optimización de la trayectoria. En este documento, se obtiene un enfoque altamente fluido y ahorrador de tiempo para la planificación de trayectorias mediante la mejora de los algoritmos cinemáticos y de optimización para el problema de planificación de trayectorias óptimas en el tiempo. Al dividir el espacio de la junta, el papel obtiene un cálculo de solución inversa basado en la partición del espacio de la junta, ahorrando el 40% del tiempo de solución de la cinemática inversa. Esto significa que se puede ahorrar una gran cantidad de recursos computacionales en la planificación de la trayectoria. Además, se propone un algoritmo de búsqueda de gorriones (SSA) mejorado para completar la solución de la trayectoria óptima en el tiempo. Se utilizó un mapeo caótico de carpas para optimizar la forma de generar poblaciones iniciales. El algoritmo se mejoró aún más combinándolo con un factor de paso adaptativo. Los experimentos demostraron el rendimiento de la SSA mejorada. La trayectoria del robot se optimiza aún más en el tiempo mediante un algoritmo de búsqueda de gorriones mejorado. Los resultados experimentales muestran que el método puede mejorar la velocidad de convergencia y la capacidad de búsqueda global y garantizar trayectorias suaves.Files
pdf.pdf
Files
(2.6 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:aa00b9293474861d0d2139d2c5ad8fd4
|
2.6 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- تخطيط المسار الأمثل للوقت بناءً على خوارزمية البحث المحسنة عن العصفور
- Translated title (French)
- Planification de trajectoire optimale dans le temps basée sur un algorithme de recherche de moineau amélioré
- Translated title (Spanish)
- Planificación de trayectoria óptima en el tiempo basada en el algoritmo de búsqueda mejorado de Sparrow
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4220752092
- DOI
- 10.3389/fbioe.2022.852408
References
- https://openalex.org/W1920358242
- https://openalex.org/W1970412155
- https://openalex.org/W1999982311
- https://openalex.org/W2004815408
- https://openalex.org/W2022891501
- https://openalex.org/W2030044507
- https://openalex.org/W2039050554
- https://openalex.org/W2048248924
- https://openalex.org/W2049410986
- https://openalex.org/W2054875327
- https://openalex.org/W2076048129
- https://openalex.org/W2099454002
- https://openalex.org/W2115091574
- https://openalex.org/W2152421929
- https://openalex.org/W2153628631
- https://openalex.org/W2225813005
- https://openalex.org/W2313726139
- https://openalex.org/W2335993010
- https://openalex.org/W2516994551
- https://openalex.org/W2595634549
- https://openalex.org/W2759269579
- https://openalex.org/W2759611403
- https://openalex.org/W2784447815
- https://openalex.org/W2786423589
- https://openalex.org/W2787029871
- https://openalex.org/W2810213004
- https://openalex.org/W2856745385
- https://openalex.org/W2894604694
- https://openalex.org/W2895564045
- https://openalex.org/W2901402366
- https://openalex.org/W2908996122
- https://openalex.org/W2913706771
- https://openalex.org/W2921850736
- https://openalex.org/W2936583340
- https://openalex.org/W2941851574
- https://openalex.org/W2964793207
- https://openalex.org/W2965160935
- https://openalex.org/W2965245384
- https://openalex.org/W2991197884
- https://openalex.org/W2995077765
- https://openalex.org/W2996107740
- https://openalex.org/W2998553334
- https://openalex.org/W2999062364
- https://openalex.org/W3000764807
- https://openalex.org/W3005135132
- https://openalex.org/W3014522839
- https://openalex.org/W3023432518
- https://openalex.org/W3034050230
- https://openalex.org/W3036220795
- https://openalex.org/W3037269202
- https://openalex.org/W3081533949
- https://openalex.org/W3084196234
- https://openalex.org/W3092482093
- https://openalex.org/W3093858584
- https://openalex.org/W3105266672
- https://openalex.org/W3113252679
- https://openalex.org/W3113511853
- https://openalex.org/W3118639016
- https://openalex.org/W3126403989
- https://openalex.org/W3126940553
- https://openalex.org/W3128049501
- https://openalex.org/W3131866082
- https://openalex.org/W3136581438
- https://openalex.org/W3158879875
- https://openalex.org/W3163903840
- https://openalex.org/W3166728591
- https://openalex.org/W3166790192
- https://openalex.org/W3168798875
- https://openalex.org/W3169729808
- https://openalex.org/W3170343207
- https://openalex.org/W3181345005
- https://openalex.org/W3185076117
- https://openalex.org/W3186702421
- https://openalex.org/W3194904024
- https://openalex.org/W3198897197
- https://openalex.org/W3200146053
- https://openalex.org/W3201057920
- https://openalex.org/W3202907092
- https://openalex.org/W3207465626
- https://openalex.org/W3207613796
- https://openalex.org/W3208877445
- https://openalex.org/W3211130117
- https://openalex.org/W3211817439
- https://openalex.org/W4205800966
- https://openalex.org/W4205903114
- https://openalex.org/W4205927695
- https://openalex.org/W4210283068
- https://openalex.org/W4210519626
- https://openalex.org/W4211228564
- https://openalex.org/W4214611286
- https://openalex.org/W4220913442
- https://openalex.org/W4223453160
- https://openalex.org/W4280521364
- https://openalex.org/W4292062030
- https://openalex.org/W4301966881