融合RRT-Connect和DWA算法的室内移动机器人单目标点导航任务研究

作者：王冠强; 张驰洲; 陈明松^*; 蔺永诚; 邹奋扬; 王秋; 吴敏杰; 曾维栋

来源：中南大学学报(自然科学版), 2023, 54(11): 4326-4337.

• 路径规划
• 动态避障
• RRT-Connect
• DWA
• 人工势场法

针对室内复杂环境下移动机器人单目标点导航问题，提出一种基于改进双向快速扩展随机树(RRTConnect)算法与改进动态窗口法(dynamic window approach,DWA)的单目标点导航算法。首先，结合人工势场法与RRT-Connect算法设计全局规划器，并引入范围限定函数及两棵双向RRT随机树进行扩展，优化采样和路径扩展过程，同时对全局规划器生成的路径进行平滑处理；然后，改进DWA中的评价函数，以目标点距离函数代替航向角函数以加快算法收敛并避免角度反复调整，同时实现机器人的高效动态避障；最后，以全局规划器的路径点为引导，对局部规划器进行融合以完成单目标点导航任务。研究结果表明：本文所提出的规划器能够实现机器人在复杂环境下的自主路径规划和避障；相比于其他方法，本文所提出的方法效率高，规划路径短。

• 单位
  中南大学; 机电工程学院