基于梯度优化的移动机器人路径规划算法

作     者：杨帆 李玮 严天宏 YANG Fan;LI Wei;YAN Tianhong

作者机构：中国计量大学机电工程学院浙江杭州310018 

基　　金：浙江省自然科学基金项目(LTGG23E090002) 

出 版 物：《现代电子技术》 (Modern Electronics Technique)

年 卷 期：2023年第46卷第21期

页      码：99-104页

摘      要：针对目前移动机器人全局路径规划算法中存在规划效率低、路径质量低等问题,提出一种新的基于梯度优化的路径规划算法。首先使用欧氏符号距离场方法表示已知的二维地图环境,构建从障碍物中心向外梯度下降的距离场,以获得机器人到障碍物中心的距离信息来进行碰撞惩罚代价的计算;其次将路径规划问题描述为优化问题,通过引入目标距离信息和障碍物距离信息,设计了一个新的路径规划代价函数,并使用梯度下降方法优化该函数得到一条最优路径;最后通过仿真对比实验表明,所提算法在规划时间、路径长度和最大转向角方面均具有一定的优越性,并通过搭建基于ROS的移动机器人实验平台进行实际环境中的路径规划实验,验证了所提算法的有效性和可行性。

主 题 词：移动机器人 路径规划 欧氏符号距离场 距离信息 碰撞惩罚 梯度下降 代价函数 实验平台 

学科分类：11[军事学] 0810[工学-土木类] 1105[1105] 08[工学] 080202[080202] 0804[工学-材料学] 0802[工学-机械学] 081002[081002] 110503[110503] 

D　O　I：10.16652/j.issn.1004-373x.2023.21.019

馆 藏 号：203124202...