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基于RRT改进的路径规划算法

2021-08-06蒋潇杰

关键词:方法

江 洪,蒋潇杰

(江苏大学 机械工程学院,江苏 镇江 212013)

随着计算机云计算等新技术的快速普及,无人驾驶技术得到了大力发展。路径规划作为其关键技术之一,众多学者对其进行了理论与技术上的研究。路径规划问题通常可描述为:在布有一定障碍物的环境中,给予车辆起始点以及目标点,在遵循车辆运动学、规划时间最短、路径最优等一系列原则下,获得一个车辆行驶的最优方案[1]。经典的路径规划算法主要有人工势场法、数值规划法、可视图法以及基于随机采样的算法[2]。

人工势场法(APFA)最早由Khatib提出[3],其通过构建虚拟力场,巧妙地运用目标点引力和障碍物斥力,规划出一条无障碍路线,但此算法容易陷入局部极小值。赵东辉等[4]通过在斥力函数中添加逃逸力解决局部最小值问题,并利用遗传算法得到平滑路径。

随机采样的路径规划算法主要包括Steven.M.LaValle提出的快速随机扩展树算法(rapidlyexploring random tree,RRT)[5-6]。其优点在于无需对地图进行建模,同时考虑了无人驾驶汽车的客观约束[7-8]。然而RRT算法依赖于随机点选择,从而产生的路径不唯一、运算耗时较长。

为提高RRT算法采样时的目标导向性,有学者提出基于目标偏向策略的P概率RRT算法[9],在采样判断时设定一个参数Pa,在每次扩展前随机得到一个(0,1)内的随机值P并进行判断,当0<P<Pa时,随机点随机产生,当Pa<P<1时,随机点为目标点,随机树朝目标点生长,使随机树扩展更具目标性。龙建全等[10]提出一种基于路标引导及增长采样区域策略引导算法朝目标点搜索。……

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