结合维诺区域分割和路径优化的路径规划算法

来源：计算机工程与应用杂志2024年第10期北京时间：

作者：江纯兴, 吴锋

单位：中国科学技术大学 计算机科学与技术学院，合肥 230032

摘要：在一些较大面积的建筑物内，移动机器人的路径规划算法的效率仍然面临着较大的挑战。针对这类工作场景，提出了一种结合维诺区域分割和路径优化的路径规划算法（Voronoi region segmentation and path optimization，VSO），实现在大规模室内场景下的快速路径规划。该算法使用广义维诺图（generalized Voronoi graph，GVG）从地图中构建拓扑图，在拓扑图上可以快速获得初始启发式路径。通过将采样过程约束在初始路径周围的区域，减少了对工作空间的过度探索。在此基础上，选择路径点将采样区域划分为多个子区域，之后在子区域中并行搜索路径来减少搜索空间并提升搜索速度。最后将连接各个子区域内的路径作为结果路径，并使用优化算法来平滑最终路径。仿真实验与机器人实验验证了该算法的实用性与有效性。

关键词：移动机器人,路径规划,路径优化,多线程