基于改进双向RRT的无人船路径规划

摘要

无人船是一种新型的无人多功能海洋监测平台，路径规划作为其核心技术，在其运行中发挥着至关重要的作用。随着海上交通密度持续增长和航行安全标准升级，传统的路径规划方法在复杂环境适应性不足问题愈发严重。该研究针对双向RRT^*算法在无人船路径规划中的局限性，提出多维度改进方案，建立基于环境特征感知的自适应步长调节机制，设计了关键节点筛选策略，最后使用贝塞尔曲线对产生的路径进行平滑处理，生成更加符合无人船运动学要求的平滑曲线。仿真结果表明，改进后的双向RRT^*算法相比传统双向RRT^*算法具有更高的节点生成效率，更优的整体性能和更平滑的路径。

关键词

无人船 / 海洋监测 / 路径规划 / 双向RRT^* / 自适应步长 / 贝塞尔曲线 / 关键节点筛选

基金资助

山东省自然科学基金(ZR2024QF114); 齐鲁工业大学(山东省科学院)科教产融合试点工程重大创新专项项目(2023HYZX01)