路徑規(guī)劃問題是自主車系統(tǒng)中決策環(huán)節(jié)的重要內(nèi)容。快速擴(kuò)展隨機(jī)樹（RRT）由于其算法復(fù)雜度低、搜索速度快等優(yōu)點(diǎn)受到了廣泛應(yīng)用,但隨機(jī)性也導(dǎo)致算法的效率不高、規(guī)劃路徑質(zhì)量不佳的問題。此外,目前很多路徑規(guī)劃算法并沒有考慮不同障礙物的危險(xiǎn)程度。因此,論文在RRT算法的基礎(chǔ)上,引入了人工勢場法,提出了一種基于多安全度模型的改進(jìn)方法,并對規(guī)劃路徑進(jìn)行優(yōu)化,從而提高了算法的收斂速度,保證了路徑的安全性,并能得到較優(yōu)解。通過仿真實(shí)驗(yàn),證實(shí)了該算法的有效性。 

【文章來源】：計(jì)算機(jī)與數(shù)字工程. 2019,47(08)

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

在不同危險(xiǎn)度的障礙物周圍的路徑搜索結(jié)果（a）危險(xiǎn)度為2的障礙物（b）危險(xiǎn)度為7的障礙物

化，可以得到一個較優(yōu)路徑。4仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析基礎(chǔ)RRT算法和本文的改進(jìn)RRT方法的仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果圖分別如圖4（a）、（b）所示。地圖大小為1024*768，將該地圖映射到柵格地圖中，柵格地圖的大小為60*50。起點(diǎn)用實(shí)心圓的點(diǎn)表示，終點(diǎn)用空心圓的點(diǎn)表示，灰色的線體現(xiàn)了路徑的搜索過程，黑色的線條即為算法最終搜索到的一條路徑。在基于勢場引導(dǎo)的改進(jìn)RRT結(jié)果圖中，虛線是去除重復(fù)環(huán)之后的優(yōu)化路徑，黑色的線是剪枝優(yōu)化后的最終路徑。（a）RRT算法結(jié)果圖（b）RRT算法結(jié)果圖圖4RRT算法和本文改進(jìn)算法的實(shí)驗(yàn)結(jié)果圖在該地圖上對兩種算法分別進(jìn)行了100次仿真實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表1所示。表1RRT和本文改進(jìn)算法的仿真結(jié)果RRT本文方法平均搜索時(shí)間（ms）434156平均路徑長度1344985通過表1中數(shù)據(jù)可以看出，改進(jìn)方法的效率更高，且通過對規(guī)劃路徑的優(yōu)化，使得規(guī)劃路徑較短。由于改進(jìn)方法中有人工勢場的啟發(fā)信息，降低了RRT算法中隨機(jī)性帶來的盲目性，算法運(yùn)行結(jié)果相對穩(wěn)定。改進(jìn)算法中的多安全度模型主要體現(xiàn)在障礙物危險(xiǎn)度上，障礙物的危險(xiǎn)度越高，算法在附近嘗試擴(kuò)展節(jié)點(diǎn)的概率越低。圖4中的（a）為障礙物危險(xiǎn)度為2的局部地圖，（b）為障礙物危險(xiǎn)度為7的局部地圖，可以看出算法在圖（b）中障礙物周圍嘗試擴(kuò)展的次數(shù)遠(yuǎn)小于圖（a）。1944朱旻華等：基于多安全度模型的改進(jìn)RRT路徑規(guī)劃方法

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號：3113202