控制与决策

作者：刘乐,李斌,方一鸣,赵栋梁

单位：燕山大学 智能康复及神经调控河北省重点实验室,河北 秦皇岛 066004,,燕山大学 智能康复及神经调控河北省重点实验室,河北 秦皇岛 066004,,燕山大学 智能康复及神经调控河北省重点实验室,河北 秦皇岛 066004,,燕山大学 智能康复及神经调控河北省重点实验室,河北 秦皇岛 066004,

关键词：RRT*;路径规划;启发式采样;目标引力势场;局部避障;近似测地线

基金：河北省高等学校科学技术研究项目(QN2022134).

针对传统3D RRT*全局路径规划算法存在的采样基数大、父节点重选计算量大、节点扩展盲目、搜索路径不平滑等问题,提出一种基于近似测地线避障策略的目标双向3D RRT*路径规划算法(approximate geodesic target bidirectional RRT*,AGTB-RRT*).首先,在双向目标点的连接路径上设置近似中位节点,并建立朝起点和目标点双向扩展的随机树,有效提高算法的搜索效率;建立基于单叶双曲面的启发式采样空间,有效减小采样基数和父节点重选计算量并降低内存占用.其次,对目标点和随机点进行阈值切换,并建立目标引力势场,有效降低节点扩展盲目性,提高算法的收敛速度.再次,对3D障碍物建立三角网格包络,并基于近似测地线方法使节点沿3D障碍物包络表面快速绕行,进而规划出一条代价小、速度快的局部避障路径.最后,采用B样条曲线拟合方法对整个生成路径进行优化处理,以得到一条平滑的最优可行路径.仿真实验结果验证了所提出AGTB-RRT*算法在三维空间下用于路径规划的有效性和可行性.

来源：2024年第11期

《控制与决策》期刊编辑部

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