基于星形路标图中动力系统调制的未知杂乱环境机器人导航

与使用椭圆或多边形表示自由空间的传统分解方法相比，星形表示能更好地捕捉传感器数据的自然分布，从而利用更大比例的可通行空间。本文介绍了一种新颖的运动规划与控制框架，利用动态构建的星形路标图在未知和杂乱环境中导航机器人。我们的方法使用分段多项式从实时传感器数据生成周围自由空间的星形表示。此外，构建了一个维护连通性信息的增量式路标图，并通过搜索算法在此路标图上高效选择短期目标。重要的是，该框架通过图更新机制处理死胡同情况。为确保在星形路标图内安全高效地移动，我们提出了一种基于动力系统调制（DSM）的反应式控制器。该控制器有助于在星形区域及其交叉口内实现平滑运动，避免保守和短视行为，并允许系统在未知和杂乱环境中处理复杂的障碍物配置。在仿真和真实世界实验中的综合评估表明，与其他方法相比，所提出的方法实现了更高的成功率和更短的通行时间。它有效管理了复杂的障碍物配置，避免了保守和短视行为。