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第36
第36卷第4期2024年4月
Vol.36No.4Apr.2024
JournalofSystemSimulation
融合RRT*与DWA算法的移动机器人动态路径规划
张瑞1，周丽1,2,3*，刘正洋1
(1.南京信息工程大学，江苏南京210000；2.江苏省大气环境与装备技术协同创新中心，江苏南京210000；
3.江苏省气象能源利用与控制工程技术研究中心，江苏南京210000)
摘要：为实现移动机器人在复杂动态障碍物环境中的避障，提出一种改进的快速随机扩展树(rapidly-exploringrandomtree，RRT*)与动态窗口法(dynamicwindowapproach，DWA)相融合的动态路径规划方法。基于已知环境信息，利用改进RRT*算法生成全局最优安全路径。通过消除RRT*算法产生的危险节点，来确保全局路径的安全性；使用贪婪算法去除路径中的冗余节点，以缩短全局路径的长度。利用DWA算法跟踪改进RRT*算法规划的最优路径。当全局路径上出现静态障碍物时，通过二次调整DWA算法评价函数的权重来避开障碍物并及时回归原路线；当环境中出现移动障碍物时，通过提前检测危险距离并转向加速的方式安全驶离该区域。仿真结果表明：该算法在复杂动态环境中运行时间短、路径成本小，与障碍物始终保持安全距离，确保在安全避开动态障碍物的同时，跟踪最优路径。
关键词：移动机器人；路径规划；改进RRT*算法；动态窗口法；动态避障
中图分类号：TP242.6文献标志码：A文章编号：1004-731X(2024)04-0957-12
DOI:10.16182/j.issn1004731x.joss.22-1543
引用格式:张瑞,周丽,刘正洋.融合RRT*与DWA算法的移动机器人动态路径规划[J].系统仿真学报,2024,36(4):957-968.
Referenceformat:ZhangRui,ZhouLi,LiuZhengyang.DynamicPathPlanningforMobileRobotBasedonRRT*andDynamicWindowApproach[J].JournalofSystemSimulation,2024,36(4):957-968.
DynamicPathPlanningforMobileRobotBasedonRRT*andDynamicWindowApproach
ZhangRui1,ZhouLi1,2,3*,LiuZhengyang1
(1.NanjingUniversityofInformationScienceTechnology,Nanjing210000,China;2.JiangsuCollaborativeInnovationCenterofAtmospheric
EnvironmentandEquipmentTechnology,Nanjing210000,China;3.JiangsuEngineeringResearchCenteronMeteorologicalEnergy
UsingandControl(C-MEIC),Nanjing210000,China)
Abstract:AdynamicpathplanningmethodcombiningRRT*anddynamicwindowapproach(DWA)isproposedtorealizetheobstacleavoidanceofmobilerobotincomplexenvironmentofdynamicobstacles.ImprovedRRT*algorithmisusedtogeneratetheglobaloptimalsafepathbasedontheknownenvironmentinformation.ByeliminatingthedangerousnodesgeneratedbyRRT*algorithm,thesecurityofglobalpathisensured.Greedyalgorithmisusedtoremovetheredundantnodesinthep
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