基于方向选择的移动机器人路径规划方法

来源：计算机集成制造系统杂志2021年第3期北京时间：

作者：吴铮,陈彦杰,何炳蔚,林立雄,王耀南

单位：1.福州大学机械工程与自动化学院2.湖南大学电气与信息工程学院3.机器人视觉感知与控制技术国家工程实验室

摘要：针对快速行进树算法(FMT*)在逐层递归扩展中产生的冗余探索问题,提出一种基于方向选择的快速行进树算法(DS-FMT*)。该算法首先对拟扩展样本的四周产生均匀分布的方向选择线,判断周围的障碍物情况并选择有利于扩展的方向作为候选探索方向。随后将拟扩展到下一样本的实际探索方向与候选探索方向做比对,若实际探索方向与候选探索方向夹角一致,则优先考虑扩展该方向的样本。同时,结合样本的成本对比,改进FMT*递归扩展过程,降低了计算复杂度。最后,将所提出的DS-FMT算法与其他同类算法进行仿真比较,证明了DS-FMT*在保证路径良好质量的同时,提高了规划效率。通过移动机器人路径规划的实际应用实验,验证了所提算法的有效性。

关键词：路径规划,启发式策略,方向选择,移动机器人,计算效率

基金资助：国家自然科学基金资助项目(61803089);福建省自然科学基金资助项目(2019J01213)。