一种基于贪心算法的改进双向制造技术

本发明专利技术公开一种基于贪心算法的改进双向

【技术实现步骤摘要】
一种基于贪心算法的改进双向RRT*路径规划方法


[0001]本专利技术涉及机器人路径规划领域，涉及一种基于贪心算法的改进双向RRT*路径规划方法。

技术介绍

[0002]随着社会的快速发展，智能机器人在智慧工厂、智能巡检、家政服务和太空探索等领域地应用越来越广泛。然而，在机器人路径规划方面仍存在不足，例如搜索效率低、规划路径非最优等缺点。
[0003]常见的运动规划方法分为搜索、智能、采样这三大类。其中常见的Dijkstra和A*算法等属于搜索路径规划，蚁群算法、遗传算法等属于智能路径规划算法，以上两类算法需要建立空间环境障碍物模型，不适合在环境复杂的空间中路径规划。基于采样的路径规划算法快速探索随机树(Rapidly
‑
exploring Random Trees，RRT)、RRT*、Informed
‑
RRT*等不仅能够广泛应用于复杂高维空间，而且无需对构型空间障碍物进行描述，适合应用于多自由度机器人在复杂环境下和动态环境中的路径规划的问题。
[0004]传统的RRT*算法也存在一些缺陷，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于贪心算法的改进双向RRT*路径规划方法，其特征在于，该方法包括下述步骤：步骤1：利用运动载体自带的激光雷达传感器或深度相机传感器采集该运动载体周围的环境信息，并用于建立栅格地图，将所述栅格地图中的每一个栅格标记为障碍空间或自由空间，在标记后的栅格地图中选择一起始点X
start
和目标点X
goal
；步骤2：采用贪心算法和自适应步长相结合的组合扩展策略并融合传统双向RRT*算法在栅格地图的自由空间中进行采样，以获取初始路径，具体过程为：步骤2.1：在栅格地图上定义两棵快速探索随机树Ta和Tb；步骤2.2：获取快速探索随机树Ta的新节点X
new_a
，以向目标点X
goal
扩展，具体过程为：步骤2.2.1：设置一个目标偏置概率ρ
bias
；步骤2.2.2：以起始点X
start
为基准，在当前次随机获取采样点时，按照均匀概率随机产生一个当前概率值ρ，若当前概率值ρ大于目标偏置概率ρ
bias
，则在自由空间中随机产生一个当前采样点X
rand_a
，否则将目标点X
goal
作为当前采样点X
rand_a
；步骤2.2.3：当在自由空间中产生一个当前采样点X
rand_a
时，遍历整个快速探索随机树Ta，利用式(1)所示的对角线距离计算公式得到当前采样点X
rand_a
在快速探索随机树Ta中的最近邻节点X
near_a
：式(1)中，x0为快速探索随机树Ta中当前子节点的x轴坐标值，y0为快速探索随机树Ta中当前子节点的y轴坐标值，x1为与快速探索随机树Ta中当前子节点相比较的当前采样点X
rand_a
的x轴坐标值，y1为与快速探索随机树Ta中当前子节点相比较的当前采样点X
rand_a
的y轴坐标值；步骤2.2.4：获取到当前采样点X
rand_a
的最近邻节点X
near_a
的坐标之后，用余弦公式(2)计算以点X
near_a
、点X
rand
‑
a
、点X
goal
构成的三角形中点X
near_a
所在角θ的大小；其中，a为点X
goal
与点X
near_a
之间的距离，b为点X
goal
与点X
rand
‑
a
之间的距离，c为点X
near_a
与点X
rand
‑
a
之间的距离；若点X
near_a
所在角大于90
°
，说明点X
rand_a
是在朝偏离点X
goal
的方向扩展，则以最小固定步长μ扩展新节点X
new_a
；若点X
near_a
所在角小于90
°
，说明点X
rand_a
是在朝趋近点X
goal
的方向扩展，则采用贪心采样策略：判断点X
near_a
与点X
rand
‑
a
之间是否有障碍物，判断能否直达，若不存在障碍物，则以点X
rand_a
为新节点X
new_a
；若存在障碍物，则在点X
...

【专利技术属性】
技术研发人员：顾军华，李滔，郑晓园，张亚娟，孙方圆，
申请(专利权)人：河北工业大学，
类型：发明
国别省市：