路径规划算法1.1图搜索算法——可视图法

路径规划算法1.1图搜索——可视图法

前⾔

烟气道机器⼈⾃主运动三巨头：感知，规划，控制。规划⼜包括运动规划、路径规划。路径规划⼜包括全局规划，局部规划。

路径规划，就是在给定的地图，出⼀条从起点和终点的轨迹，随着任务逐渐复杂，这条线必须满⾜⼀些要求：路径最好短⼀些（最优路径），规划速度快⼀些（时间复杂度），不能碰到障碍物（避障），有解时⼀定能到解（完备性），等等。

图搜索算法

机器⼈地图多使⽤图结构储存，因此许多经典的图搜索算法都适⽤于路径规划。另外，路径规划还有⼀个重要的⽅向，就是地图表⽰，不过这⾥只研究规划算法，地图有空再研究。

图结构可以分为有⽆向图，有⽆权图，排列组合就有四种有向有权图，⽆向⽆权图balabala。

对于⽆权图有两种基本图搜索算法：⼴度优先搜索BFS，深度优先搜索DFS

在BFS中加⼊贪⼼：Dijkstra算法

在BFS中加⼊启发式搜索：贪婪最佳优先搜索GBFS

在Dijkstra中加⼊启发式搜索：A*算法

细水雾喷头可视图法

原论⽂：An Algorithm for Planning Collision-Free Paths among Polyhedral Obstacles.

防护服生产线设备可视图法将机器⼈描述为点，障碍物为多边形，然后将起点S、终点G、多边形顶点V连接，并且任何连线都不能穿透障碍物，可以将直线的距离作为连线的权值。这样就建⽴了⼀个可视图，可以通过优化算法对{S,G,V}进⾏求解获得最优路径。

VG法在建图时，由于没有考虑到机器⼈、障碍物的尺⼨，机器⼈在⽣成轨迹上运动时会擦着障碍物的边⾛，因此会发⽣碰撞。后续的改进算法在建图前，先将障碍物边界扩展⼀个机器⼈的尺⼨，⽣成的轨迹就使得机器⼈能刚好贴着障碍物运动。

此外，原始的VG法也⽆法对圆弧边界障碍物建图，因此在后续改进中将圆弧边界⽤切线包围，就退化为多边形障碍物问题了。

管状电机>水垢过滤器实际上，可视图法就是⼀种通过可视地图构建算法。

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本文发布于:2024-09-23 06:37:13，感谢您对本站的认可！

标签：规划障碍物路径算法

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