路径规划的机器学习综述.pptx
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简介：
本PPT旨在全面概述路径规划领域的机器学习技术，涵盖算法原理、应用实例及未来研究方向，为相关学者和工程师提供指导。
机器学习在路径规划领域的综述是机器人研究中的一个重要部分。路径规划技术是指根据优化准则（如最小化工作成本、最短行走路线或时间）来寻找一条从起始状态到目标状态且避开障碍物的最优路径。
该领域内的路径规划可以分为三类：静态结构化的环境下的路径规划，动态已知条件下的路径规划以及不确定动态环境中的路径规划。而实现这些技术的方法主要可分为四种类别：基于采样的方法（例如Voronoi、RRT、PRM）、基于节点的算法(如Dijkstra、A*和D*) 、数学模型驱动策略 (如混合整数线性规划(MILP) 和非线性程序设计(NLP)) ，以及生物启发式的方法 (包括神经网络及遗传算法等)。
以 A* 算法为例，它是一种广泛使用的路径搜索技术，能够找到从起始状态到目标的最短路径。A* 的工作流程如下：
1. 将空间划分为二维数组形式，其中每个元素代表一个网格。
2. 从起点开始遍历其相邻节点直到到达终点为止。
3. 对于每一个待检测节点计算F值, 其中G表示初始点到该节点的直线距离而H则是目标点与当前检查位置之间的估计距离。
4. 确定具有最小 F 值的新起始位置，然后从开放列表移除并添加进已关闭列表。
5. 探索其邻近区域时忽略在封闭集合中的元素及不可行节点（如障碍物）。
6. 重复步骤3到5直到找到目标。
尽管 A* 算法能够高效地寻找最短路径，但它的空间复杂性呈指数增长。此外还有D*算法等变种适用于动态环境下的搜索任务。
其他常见的技术包括人工势场方法（APF）、快速扩展随机树 (RRT) 以及它们的衍生形式，在诸如机器人导航、自动驾驶汽车和计算机视觉等多个领域中得到广泛应用。
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