基于双向区域RRT*的陪护机器人自主路径规划

来源：计算机工程与应用杂志2026年第2期北京时间：

作者：刘树博, 张志远, 李智, 杨文龙, 刘国权, 罗先喜

单位：1.东华理工大学 江西省康复辅具产业技术研究院，南昌 330013；2.东华理工大学 机械与电子工程学院，南昌 330013；3.中国矿业大学 信息与控制工程学院，江苏 徐州 221116；

摘要：为进一步提高路径规划算法的自主性及实用性，利用陪护机器人非质点模型，提出了基于双向区域RRT*（bidirectional regional RRT*，BR-RRT*）的自主路径规划（autonomous path planning，APP）算法。针对机器人平面中心（robot plane center，RPC）提出一种包括精英驻停点选择、高效搜索和路径优化的BR-RRT*自主高性能搜索（autonomous high-performance search，AHS）算法，实现对各RPC精英驻停点的路径规划；基于所得RPC精简平滑规划点集，提出最优行进区域获取（optimal travel area acquisition，OTAA）策略，为机器人提供最佳的行进区域。仿真结果表明，在指定机器人起始点和驻停点的前提下，所提BR-RRT*搜索算法在规划路径长度、迭代次数、规划时间和路径平滑度等方面均优于已报道算法；此外，在不同仿真环境及初始位置条件下，基于BR-RRT*的APP算法都能够自主选择合理的驻停点，实现机器人RPC规划路径优化并完成行进区域输出，体现出了较强鲁棒性。

关键词：陪护机器人,非质点模型,自主路径规划（APP）,BR-RRT*算法,双向目标

基金资助：国家自然科学基金（62341301）；江西省自然科学基金（20202BAB202008）；东华理工大学实验技术研究开发项目（DHSY-202311）。