(Visual Navigation)路径规划算法(三)RRT RRT* Informed RRT*及前三种算法总结

文章目录

  • RRT
    • 实现过程
    • 算法缺点
  • RRT*
    • 实现过程
  • Informed RRT*
    • RRT* 和 Informed RRT*的结果比较
    • 具体实现
  • 路径规划总结

  • RRT算法全称“快速扩展随机树算法”
  • 通过随机地图取点的方法进行路径规划
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RRT

实现过程

① 在地图中随机选择一个点 Xrand
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② 当前点设置为 Xnear
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③ 沿着 Xnear和Xrand连线方向 行进步长StepSize 且没有遇到障碍
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④ 第二次采样
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⑤ 行进步长长度时遇到障碍 则重新采样
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⑥ 直到新采样点距离 Xgoal 小于步长且连线无障碍物 则视为成功
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算法缺点

  • 最后一步随机采样到 Xgoal的概率比较小
  • 路径只有一次性 不能自我优化

RRT*

  • 鉴于RRT算法的局限性 引入更高效的RRT*算法
  • 通过更改 Xnew的父节点以实现更高效的路径规划
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实现过程

① 假设规划了一些路径
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② 随机取点 在一定范围内连接已有节点与Xrand 计算每个连线的长度

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③ 选择距离最短的重新规划路径

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  • 下图为实际规划案例
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Informed RRT*

  • 在已有路径基础上限制在一定范围内取随机点重新优化规划
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RRT* 和 Informed RRT*的结果比较

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具体实现

  • 使用RRT*得到一条路径
  • 以Xstart 和 Xgoal的直线距离为焦距 路径长度为椭圆长轴 的椭圆内
  • 在椭圆内重新取点优化路径
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路径规划总结

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