融合RRT*与DWA算法的移动机器人动态路径规划

作者：张瑞; 周丽^*; 刘正洋

来源：系统仿真学报, 2023, 1-12.

DOI：10.16182/j.issn1004731x.joss.22-1543

• 移动机器人
• 路径规划
• 改进RRT*算法
• 动态窗口法
• 动态避障

提出一种改进快速随机扩展树(Rapidly-exploring Random Tree，RRT*)与动态窗口法(Dynamic Window Approach，DWA)相融合的动态路径规划方法，以实现移动机器人在复杂动态障碍物环境中的避障。首先，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。针对RRT*算法生成的节点靠近障碍物的问题，通过消除RRT*算法产生的危险节点，以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。其次，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。最后，通过仿真实验验证，在复杂动态环境中提出的改进融合算法运行时间短、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。

• 单位
  南京信息工程大学