
全局路径规划RRT算法原理
2023-11-25 13:56:23
晨欣小编
全局路径规划是机器人运动规划中的一个重要步骤,而快速随机树(Rapidly-exploring Random Tree,RRT)是一种常用于全局路径规划的算法。以下是RRT算法的基本原理:
随机树的建立: RRT从起始点开始,通过不断地随机采样(通常在配置空间)并生成节点来构建一颗树。每个新生成的节点代表机器人在配置空间中的一个可能的状态。
随机采样: 在配置空间中进行随机采样,生成一个新的目标点。这个目标点是随机生成的,但有可能是一个先前生成的节点。
最近邻节点: 在树中找到离新生成的目标点最近的节点,这个节点将成为新节点的父节点。这有助于构建树的连接。
路径扩展: 将新生成的节点沿着到最近邻节点的方向进行扩展,直到达到目标点或达到配置空间的边界。这一步鼓励树的生长朝着尚未被探索的区域。
判断碰撞: 在路径扩展的过程中,需要检测路径上是否有碰撞。如果路径上有障碍物,就需要重新选择随机目标点。
连接到树: 将新生成的节点连接到树上,形成新的边。这样,树逐渐扩展,直到达到目标。
收敛条件: 当树的某一部分达到目标点附近,或者在给定的时间内树的生长停止,RRT算法可以认为已经找到一条从起始点到目标点的路径。
RRT算法的优点之一是其对非凸和高维配置空间的适应性。它在处理大规模、高维的配置空间时表现良好,并且能够在运行时动态适应环境的变化。然而,它的路径可能不是最优的,因此在某些情况下,可能需要通过后处理或使用其他规划算法进行优化。