融合骨架约束域的RRT-Connect路径规划算法

摘要

针对RRT-Connect路径规划算法存在采样随机性强、路径点冗余及搜索效率低等问题，提出了一种融合骨架约束域的RRT-Connect路径规划算法。首先，对栅格地图进行预处理，提取骨架并生成全局骨架地图，基于给定的起始点和目标点在骨架上搜索初始路径，并扩展该路径生成的骨架约束区域；其次，为降低RRT-Connect算法的采样随机性，将采样点限制在生成的骨架约束域内，并引入目标节点偏置策略；然后，为减少路径冗余点，引入启发式代价函数，选取代价值最低的节点作为扩展节点；最后，通过路径裁剪结合二次贝塞尔曲线进行路径平滑优化，通过构建不同复杂度的仿真场景和实际环境进行对比实验。实验结果表明，所提算法可以高效地生成一条无碰撞且包含初始节点与目标节点的最优路径，提升路径生成效率。

关键词

RRT-Connect算法 / 骨架约束域 / 目标偏置 / 启发式代价函数 / 路径裁剪