針對(duì)于多路口環(huán)境下RRT的搜索時(shí)間長(zhǎng),搜索范圍廣和路徑不平整的問(wèn)題。提出一種基于路標(biāo)引導(dǎo)和增長(zhǎng)采樣區(qū)域的混合策略來(lái)引導(dǎo)RRT算法向目標(biāo)搜索。將對(duì)地圖做預(yù)處理,處理掉較小的障礙物,盡可能保存大障礙物,得到預(yù)處理地圖;在新地圖上路口區(qū)域設(shè)置路標(biāo)點(diǎn),路標(biāo)點(diǎn)的可視區(qū)域的組合要覆蓋整個(gè)地圖,根據(jù)其在新地圖上的連通區(qū)域,通過(guò)尋找出一組從起點(diǎn)到終點(diǎn)的最優(yōu)路標(biāo)點(diǎn)組合,以相鄰兩路標(biāo)之間構(gòu)建移動(dòng)增長(zhǎng)采樣區(qū)域來(lái)引導(dǎo)RRT算法快速向目標(biāo)搜索;用樹枝修剪和二次貝塞爾曲線擬合生成光滑路徑。通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了算法的有效性、合理性和正確性。 

【文章來(lái)源】：計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用. 2020,56(19)北大核心CSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：6 頁(yè)

【部分圖文】：

路標(biāo)點(diǎn)設(shè)立

本文所采用的地圖是全局柵格地圖，地圖中存在不同大小的障礙物，增加路口區(qū)域的復(fù)雜性，在隨機(jī)搜索樹搜索時(shí)，很難有明確的方向引導(dǎo)，而且多個(gè)障礙會(huì)影響機(jī)器人對(duì)方向的判斷，因此本文將用過(guò)濾的地圖和路標(biāo)來(lái)尋找隨機(jī)搜索樹擴(kuò)展的引導(dǎo)方向。過(guò)濾掉較小障礙物方便更好地在路標(biāo)間尋找連通方向，如圖1所示，文獻(xiàn)[11]提出將圖形中的不同物體分類。本文根據(jù)地圖判斷每個(gè)像素是否與其他像素的八領(lǐng)域內(nèi)連接，如果連接則把他們歸為一類，否則就貼上另外的標(biāo)簽，最后將過(guò)濾掉標(biāo)簽個(gè)數(shù)小于某一個(gè)值的類別[11-12]。保存標(biāo)簽數(shù)量多的部分（即障礙物大的部分）。對(duì)于函數(shù)Get New Map，首先輸入二值化的地圖map，初始化一個(gè)同等大小且像素值全為0的newmap(line1～2），通過(guò)遍歷map行列，找到第一個(gè)在map單元值為1且newmap值為0的單元，并將newmap的對(duì)等位置賦予標(biāo)簽startlabel，再根據(jù)函數(shù)findconnectlabel不斷更新newmap(line3～10），最后輸出newmap。對(duì)于函數(shù)findconnectlabel，首先找出該位置在newmap和map對(duì)應(yīng)位置的各自相應(yīng)的八鄰域內(nèi)值（line2），對(duì)于該單元八鄰域的值，在newmap上的值為0且在map上為1時(shí)，則賦予newmap相應(yīng)位置的label，同時(shí)對(duì)八鄰域的單元做函數(shù)findconnectlabel的遞歸（line3～7），最后更新完newmap。

通過(guò)上一步的處理，得到一系列最優(yōu)路標(biāo)點(diǎn)集合。當(dāng)在兩個(gè)路標(biāo)間采樣時(shí)，參數(shù)μ為隨機(jī)采樣區(qū)域?qū)挾确糯笙禂?shù)，Collision Check Time為碰撞檢測(cè)次數(shù)，Δμ為增加采樣區(qū)域的范圍。當(dāng)搜索樹在兩路標(biāo)之間搜索的時(shí)候，如果初始構(gòu)建的采樣區(qū)域不能找到解或碰撞檢測(cè)次數(shù)達(dá)到一個(gè)值時(shí)，區(qū)域?qū)⒏鶕?jù)Δμ進(jìn)行放大。如果工作空間存在從起始點(diǎn)到目標(biāo)點(diǎn)的可行路徑，放大的區(qū)域?qū)⒏采w整個(gè)地圖，最終可以找到一條可行路徑，也從側(cè)面驗(yàn)證基于增長(zhǎng)采樣區(qū)域RRT算法的概率完備性。如圖5顯示了RRT根據(jù)增長(zhǎng)區(qū)域擴(kuò)展的方式。2.3.2 合理性采樣策略

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]室內(nèi)外一體化最優(yōu)路徑分析算法實(shí)現(xiàn)[J]. 張文元,丁京禎,楊麗娜,楊翔宇.  計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用. 2018(18)
[2]路網(wǎng)環(huán)境下的最近鄰查詢技術(shù)[J]. 鮑金玲,王斌,楊曉春,朱懷杰.  軟件學(xué)報(bào). 2018(03)
[3]一種車聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下的城市車輛協(xié)同選路方法[J]. 吳黎兵,范靜,聶雷,崔建群,鄒逸飛.  計(jì)算機(jī)學(xué)報(bào). 2017(07)
[4]節(jié)點(diǎn)約束型最短路徑的分層Dijkstra算法[J]. 康文雄,許耀釗.  華南理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2017(01)
[5]斜尖針穿刺軟組織建模及針尖軌跡預(yù)測(cè)[J]. 杜海艷,張永德,趙燕江,姜金剛,賈小紅.  儀器儀表學(xué)報(bào). 2015(08)
[6]動(dòng)態(tài)不確定環(huán)境下多目標(biāo)路徑規(guī)劃方法[J]. 魏唯,歐陽(yáng)丹彤,呂帥,馮宇軒.  計(jì)算機(jī)學(xué)報(bào). 2011(05)
[7]衛(wèi)星時(shí)變拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)最短路徑算法研究[J]. 張濤,柳重堪,張軍.  計(jì)算機(jī)學(xué)報(bào). 2006(03)



本文編號(hào)：3392703