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

作     者：聂振邦 于海斌 曾鹏 NIE Zhenbang;YU Haibin;ZENG Peng

作者机构：中国科学院沈阳自动化研究所机器人学国家重点实验室辽宁沈阳110016 中国科学院网络化控制系统重点实验室辽宁沈阳110016 中国科学院机器人与智能制造创新研究院辽宁沈阳110169 中国科学院大学北京100049 

出 版 物：《计算机集成制造系统》 (Computer Integrated Manufacturing Systems)

年 卷 期：2023年第29卷第5期

页      面：1506-1516页

核心收录：

学科分类：080202[工学-机械电子工程] 08[工学] 0804[工学-仪器科学与技术] 0802[工学-机械工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(61821005) 

主　　题：轨迹规划 移动机器人 动态环境 路径规划 轨迹搜索 

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。