动态环境下移动机器人增量式候选路径集生成及轨迹规划方法

来源：计算机集成制造系统杂志2023年第5期北京时间：

作者：聂振邦, 于海斌, 曾鹏

单位：1.中国科学院沈阳自动化研究所机器人学国家重点实验室2.中国科学院网络化控制系统重点实验室3.中国科学院机器人与智能制造创新研究院4.中国科学院大学

摘要：针对动态环境下移动机器人对轨迹高效规划的需求,提出一种基于增量式候选路径集的轨迹规划方法。首先,提出一种图搜索与凸优化相结合的初始候选路径集生成方法,优化了机器人的移动距离,提高了规划成功率;其次,基于初始候选路径集,在规划移动速度时添加绕开移动障碍物的增量候选路径,提高轨迹时长的最优性,构建增量式候选路径集;最后,设计了基于增量式候选路径集的启发式轨迹搜索算法,在不损失最优性的前提下提高了搜索效率。仿真实验表明,所提方法能够适应不同拥挤程度的规划场景,相比基于路图的规划方法,所提方法规划的轨迹时长更短,所需的规划时间也更短。

关键词：轨迹规划,移动机器人,动态环境,路径规划,轨迹搜索

基金资助：国家自然科学基金资助项目(61821005)。