计算机科学与探索

北大核心,INSPEC,JST,CSCD,WJCI

国内刊号:11-5602/TP

国际刊号:1673-9418

计算机科学与探索杂志2025年第2期:改进RRT-Connect算法的机器人路径规划研究

发布日期:

作者:陈志澜, 唐昊阳

单位:1. 上海海洋大学 工程学院,上海 2013062. 上海建桥学院 机电学院,上海 201306

关键词:RRT-Connect算法,动态步长调节,双向剪枝优化,路径规划

基金:上海市教委“工业机器人应用学位点建设与研究”项目(230001-17-12)。

针对标准RRT-Connect算法在路径规划中存在的路径冗长、转折较多和区域通过性欠缺问题,提出了一种新的改进RRT-Connect算法(TRRT-Connect)。采用改进RRT算法搜索并添加一个中间根节点,实现同时扩展四棵随机树,加快算法收敛速度。在随机点的选取上使用目标偏置策略,在新节点的生成上叠加引力场,同时融合贪婪搜索策略。结合新的动态步长调节方法,通过识别扫描区域内障碍物的个数动态选择合适的步长。对生成的初始路径使用双向剪枝优化方法,加快剪枝效率,剔除路径上的冗余节点。对路径转折处进行光滑处理,减少路径转折。在三种不同环境地图中进行仿真对比实验,结果表明,TRRT-Connect算法与标准RRT-Connect算法相比较,在路径长度、迭代次数和节点数上有较大改善,在密集障碍物区域的通过性较好,路径更加光滑且无转折,证明了该算法的有效性。同时将TRRT-Connect算法应用于现场实例仿真中,使得移动机器人的运输路径长度相较于传统固定路径降低了15.4%,且路径光滑,进一步验证了该算法的实用性。

来源:2025年第2期

《计算机科学与探索》期刊编辑部

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