基于空间探索引导双树RRT*的路径规划

摘要

针对基于采样的RRT*路径规划算法存在采样盲目性、引导策略单一和运动学约束等问题，提出了一种空间探索引导双树RRT*(space exploration guided bidirectional RRT*,SGB-RRT*)路径规划算法.首先，在采样阶段采用空间探索采样策略，探索当前节点周围环境并建立障碍物视角，剔除遮挡区域，降低了采样盲目性.其次，在引导阶段采用衰减探索与权重控制策略，先依据采样次数更新衰减探索式，渐进限制探索能力，引导采样向相对目标点倾向，再通过距离权重控制倾向程度，完善了引导逻辑.再次，在扩展阶段将剔除CCC类型的Dubins曲线与双树融合，解决运动学约束问题，然后以逐级回溯父节点代替Rnear回溯方式，最终快速规划出一条低代价的运动学路径.仿真实验在不同地图中将SGB-RRT*与RRT、RRT*、RRT*-connect进行对比，验证了提出的SGB-RRT*算法在计算速度、路径质量方面的优越性和可行性.

关键词

RRT / 路径规划 / 探索采样 / 衰减探索 / Dubins曲线 / 运动学约束