关键词:
无人车
双向快速扩展随机树算法
目标动态概率采样
人工势场
轨迹质量评估函数
摘要:
针对传统双向快速扩展随机树算法搜索盲目、节点冗余和路径不平滑等问题,对其在目标采样、节点扩展以及轨迹优化等方面进行了改进。首先,引入目标动态概率采样策略,根据当前随机树的扩展状态与目标点的位置,动态调整目标采样点的采样概率,对生成的随机点进行筛选,从而提高采样效率,加快算法收敛速度;其次,在节点扩展过程加入基于出逃力的改进人工势场分量,在避免陷入局部最优的同时提高无人车的目标搜索能力和节点扩展效率;最后,构建轨迹质量评估函数,分别对无人车在不同时刻下生成轨迹的安全程度、偏移程度以及平滑性进行代价评估并选取代价函数值最小的轨迹来引导无人车行驶。将所提改进算法与传统双向快速扩展随机树算法在不同测试环境下进行仿真,仿真结果表明,相比传统算法,所提算法在简单障碍物环境下规划出来的平均路径长度缩短了9.83%,平均规划时间缩短了85.40%,在狭窄通道环境下,所提算法规划出来的平均路径长度和平均规划时间缩短了10.56%和64.63%,在U形障碍物环境下本文算法规划出来的平均路径长度和平均规划时间缩短了22.82%和66.92%。此外,所提算法在复杂环境下的规划成功率得到了显著提升,更适用于无人车的路径规划。