基于RRT*算法的移动机器人安全光滑路径生成

来源：电子测量技术杂志2024年第2期北京时间：

作者：李文君，李忠伟，罗偲

单位：中国石油大学(华东)海洋与空间信息学院 青岛 266400

摘要：在多障碍物复杂工厂环境中，针对快速探索随机树算法(RRT*)生成的路径存在冗余点、贴近障碍物且存在锯齿状转折的问题，改进得到了安全光滑RRT*（SafeSmooth RRT*）路径规划算法。首先，引入目标偏置策略；其次，该算法利用融合目标点引力思想的新节点扩展方式以及改进的近邻点度量策略以减少树的盲目扩展，提高生长的目标性；随后，引入节点安全约束，将安全节点加入树中；改进路径简化方法，剔除冗余点的同时兼顾了安全性；最后通过B样条局部平滑来改善路径的平滑性。在MATLAB仿真实验中分别与标准RRT*算法、自适应目标偏向性RRT算法和改进RRT算法相比，在平均路径长度方面最大下降了7.1%，在平均有效节点数方面最大下降了64.1%，且所得路径始终与障碍物保持一定的安全距离，结果表明改进算法有效提升了路径的光滑性和安全性。

关键词：移动机器人;路径规划;RRT*算法;近邻节点度量;节点安全约束;改进路径简化;局部平滑

基金资助：国家自然科学基金面上项目（60271491）、自主创新科研计划项目（理工科）战略专项（22CX01004A）资助