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La investigación de optimización y aplicación del algoritmo de planificación de ruta basado en RRT-APF

Autores: Zhang, Bolin; Li, Changyong

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2024

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Acceso abierto

Artículo científico
2024

La investigación de optimización y aplicación del algoritmo de planificación de ruta basado en RRT-APF


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Eléctrica y Electrónica

Palabras clave

Deficiencias
Algoritmo original de árbol de exploración aleatoria rápida
Método híbrido de planificación de trayectorias
Enfoque de campo potencial artificial
Planificación de trayectos libre de colisiones
Estrategia de ajuste dinámico

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 41

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Para abordar las deficiencias del algoritmo original de árbol aleatorio de exploración rápida (RRT), como caminos largos y no suaves, convergencia lenta a la región objetivo y limitada adaptabilidad en entornos dinámicos, este artículo propone un método híbrido de planificación de trayectorias que combina el enfoque de campo potencial artificial (APF) con el algoritmo RRT. Este enfoque integrado aprovecha las fortalezas de ambos métodos para lograr una planificación eficiente y libre de colisiones en entornos bidimensionales y tridimensionales. El algoritmo supera el problema de los mínimos locales inherente en APF mientras mantiene la eficiencia de RRT en espacios de alta dimensión y entornos complejos. Se introduce una estrategia de ajuste dinámico para adaptarse a escenarios de aplicación específicos y a la complejidad ambiental variable. Además, se aplica el ajuste de curvas de Bezier para suavizar las trayectorias resultantes. Las simulaciones realizadas en varios entornos demuestran la efectividad del método propuesto, destacando su eficiencia y robustez en la generación de trayectorias libres de colisiones. En comparación con el algoritmo RRT original, el método propuesto reduce la longitud de la trayectoria en un 13,4% a 24,9% y disminuye el tiempo de búsqueda en un 9,8% a 56,5%, mejorando tanto la calidad de la trayectoria como la eficiencia de la planificación.

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