基于圆弧倒角法的移动机器人导航PRM路径平滑

运动规划与导航，尤其是面向在复杂导航环境中作业的移动机器人，自机器人学诞生以来便是核心问题。一种启发式解决途径是构建捕捉构型空间连通性的图表示（路径）。概率路线图（PRM）是机器人学界常用于移动机器人导航路径规划以构建路径的方法。本研究在障碍物存在下由PRM获得路径后，提出采用圆弧倒角进行移动机器人路径规划中的路径平滑。所提方法分两步运行：第一步是在障碍物环境中生成从初始状态到某一目标状态的最短路径，其中PRM通过连接中间节点构建直线段路径；第二步是对由节点存在导致的每个拐角进行平滑。以圆弧倒角平滑拐角可确保移动机器人的平稳转向。所提方法已针对不同PRM特征进行仿真与测试。实验结果表明，所构建路径不仅提供平滑转向，而且更短、机器人完成得更迅速，同时避开障碍物。