改进RRT-Connect算法的机器人路径规划研究
来源：计算机科学与探索杂志2025年第2期北京时间：
作者：陈志澜, 唐昊阳
单位：1. 上海海洋大学 工程学院，上海 2013062. 上海建桥学院 机电学院，上海 201306
摘要：针对标准RRT-Connect算法在路径规划中存在的路径冗长、转折较多和区域通过性欠缺问题，提出了一种新的改进RRT-Connect算法（TRRT-Connect）。采用改进RRT算法搜索并添加一个中间根节点，实现同时扩展四棵随机树，加快算法收敛速度。在随机点的选取上使用目标偏置策略，在新节点的生成上叠加引力场，同时融合贪婪搜索策略。结合新的动态步长调节方法，通过识别扫描区域内障碍物的个数动态选择合适的步长。对生成的初始路径使用双向剪枝优化方法，加快剪枝效率，剔除路径上的冗余节点。对路径转折处进行光滑处理，减少路径转折。在三种不同环境地图中进行仿真对比实验，结果表明，TRRT-Connect算法与标准RRT-Connect算法相比较，在路径长度、迭代次数和节点数上有较大改善，在密集障碍物区域的通过性较好，路径更加光滑且无转折，证明了该算法的有效性。同时将TRRT-Connect算法应用于现场实例仿真中，使得移动机器人的运输路径长度相较于传统固定路径降低了15.4%，且路径光滑，进一步验证了该算法的实用性。
关键词：RRT-Connect算法,动态步长调节,双向剪枝优化,路径规划
基金资助：上海市教委“工业机器人应用学位点建设与研究”项目（230001-17-12）。
