一种基于快速拓展随机树的无人车曲率连续路径规划方法技术

本发明专利技术涉及一种基于快速拓展随机树的无人车曲率连续路径规划方法，属于路径规划技术领域。本发明专利技术采用节点列表记录那些可以无碰撞连接的节点，并用栈的思想从列表中逆序取出进行曲率约束检测，从而得到既符合曲率约束，又使路径长度更低的可行路径。本发明专利技术方法能极大提高随机树的扩展成功率，此外，由于平滑方案设计中考虑了节点的可扩展性，算法规划的路径在长度上将会随着规划进行逐渐降低。

【技术实现步骤摘要】
一种基于快速拓展随机树的无人车曲率连续路径规划方法
本专利技术属于路径规划
，具体涉及一种基于快速扩展随机树的路径规划方法，使得规划路径的曲率连续且满足最大曲率约束，在无人驾驶、机械臂控制和无人机航路规划等领域有广泛的应用。
技术介绍
智能机器人为生活生产提供便利和效率使其成为当今社会的热点话题，而运动规划则是机器人运动的关键技术之一，特别是在对无人车技术需求越发激烈的今天，一条可行的无碰撞路径是机器人安全移动的关键。在现有规划技术中，采用图搜索算法可以获取最短路径，但此类算法的规划速度受环境大小影响较大。快速扩展随机树(RRT/rapidlyexploringrandomtree)算法摒弃了路径最优特性，通过随机采样的方案对环境进行探索，在环境适应性和求解速度上有较大优势，其随机树可被视为空间中已探索的安全区域，当随机树扩展到目标区域时，便可得到可行的安全路径。然而，传统的路径规划算法生成的路径由有序离散点组成，这样的路径很难被轮式无人车跟随，需要增加额外的路径平滑处理过程。为了与应用相结合，使用曲线理论对直线段路径进行平滑的方本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于快速拓展随机树的无人车最大曲率约束路径规划方法，其特征在于步骤如下：/n步骤1：在无障碍物区域X

【技术特征摘要】
1.一种基于快速拓展随机树的无人车最大曲率约束路径规划方法，其特征在于步骤如下：
步骤1：在无障碍物区域Xfree中进行随机采样，得到采样点xnew；
步骤2：在随机树包含的节点列表V中寻找与新节点xnew空间距离最近的节点，并将其记为xnearest；
步骤3：如果xnearest和xnew之间存在障碍物，即则返回步骤1；反之，沿着xnearest所在支线向随机树的根节点进行逐个检测，找到一个与xnew之间的局部路径安全且其父节点与xnew之间存在障碍物的节点，将其记为xreachest，其父节点记为Parent(xreachest)，即满足：{xreachest-xnew}∈Xfree且同时使用节点列表Xreach记录从xnearest到xreachest之间所有检测过的可达节点；
步骤4：找到xreachest后，利用二分法在xreachest-Parent(xreachest)上寻找可以与xnew之间无碰撞的点xa；然后再次适用二分法在xa-xnew线段上找到一个点xb，使其满足{Parent(xreachest)-xb}∈Xfree，同时使用节点列表Xcreate记录二分法在线段xreachest-xa和xa-xb之间创建的所有节点；
步骤5：从节点列表Xcreate中寻找节点xparent，该节点能使得由xnew-xparent-Parent(xreachest)组成的局部路径满足给定上限曲率Kmax的约束，这个判别过程称为曲率约束；如果存在这样的节点xparent，进入步骤7，否则进入步骤6；
步骤6：从节点列表Xreach中寻找节点xparent，该节点能使得由xnew-xparent-Parent(xparent)组成的局部路径满足给定上限曲率Kmax的约束，这个判别过程称为曲率约束；如果存在这样的节点xparent，进入步骤8，否则返回步骤1；
步骤7：对于随机树G＝(V,E)，增加节点xparent和xnew，即V＝V∪{xparent,xnew}；同时增加连接边(xparent-Parent(xrea...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖彬，宗意棚，朱沈瑞，马瑞瑞，刘光辉，万方义，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61