路径规划综述PPT课件.pptx
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1、机器人路径规划研究综述 王超群 2016/06/272024/3/19 周二11路径规划的概念2路径规划分类简介3路径规划的发展现状4A*、D*算法4人工势场法(APF)5快速搜索随机树(RRT)6当前研究2024/3/19 周二21.什么是路径规划路路径径规规划划技技术术是是机机器器人人研研究究领领域域中中的的一一个个重重要要分分支支。所所谓谓机机器器人人的的最最优优路路径径规规划划问问题题,就就是是依依据据某某个个或或某某些些优优化化准准则则(如如工工作作代代价价最最小小、行行走走路路线线最最短短、行行走走时时间间最最短短等等),),在在其其工工作作空空间间中中找找到到一一条条从从起起始始
2、状状态态到到目目标标状状态的能避开障碍物的最优路径。态的能避开障碍物的最优路径。2024/3/19 周二31.什么是路径规划依依据据某某种种最最优优准准则则,在在工工作作空空间间中中寻寻找找一一条条从从起起始始状状态态到到目目标标状状态态的的避避开开障障碍碍物物的的最最优优路径。路径。需要解决的问题:需要解决的问题:需要解决的问题:需要解决的问题:1.1.始于初始点止于目标点。始于初始点止于目标点。2.2.避障。避障。3.3.尽可能优化的路径。尽可能优化的路径。2024/3/19 周二41.路径规划技术分类1.1.静态结构化环境下的路径规划静态结构化环境下的路径规划2.2.动态已知环境下的路径
3、规划动态已知环境下的路径规划3.3.动态不确定环境下的路径规划动态不确定环境下的路径规划2024/3/19 周二52.路径规划算法分类路径规划算法基于采样的方法Voronoi,RRT,PRM基于节点的方法Dijkstra,A*,D*基于数学模型的算法MILP,NLP基于生物启发式的算法NN,GN多融合算法PRM-Node based2024/3/19 周二62.路径规划算法分类路径规划算法传统算法模拟退化法人工势场法etc智能算法遗传算法神经网络算法etc2024/3/19 周二73.A*、D*算法问题:从A移动到B,绕过障碍首要步骤:方格(三角形五角形.etc)划分空间,简化搜索区域。空间被
4、划分为二维数组,数组中每个元素代表空间中的一个方格,可被标记为可行或不可行。未来的路径就是一系列可行方块的集合。Nodes的概念涵盖了一系列可行方块(或其他形状)AB障碍http:/www.policyalmanac.org/games/aStarTutorial.htm2024/3/19 周二83.A*、D*算法步骤从节点A开始,搜索其临近节点,知道找到目标点AB障碍http:/www.policyalmanac.org/games/aStarTutorial.htm2024/3/19 周二93.A*、D*算法步骤a)从节点A开始,把一系列待考虑的节点放入OpenList里面,OpenLis
5、t存放着一系列需要检查的节点(方块),如图,首先检查起点周围的8个节点AB障碍http:/www.policyalmanac.org/games/aStarTutorial.htmA2024/3/19 周二103.A*、D*算法步骤a)给每个节点赋值F=G+HG:从初始点到给定待查节点的距离(可多种距离量度)H:从给定 待检查节点到目标点B的距离(可多种距离量度)(Heuristic计算时忽略到达目标点会遇到的障碍)AB障碍http:/www.policyalmanac.org/games/aStarTutorial.htmA2024/3/19 周二113.A*、D*算法步骤a)给每个节点赋值
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