基于混合密度的改进逆向D*算法在机器人未知环境导航中的应用

摘要

智能机器人在现代社会中应用越来越广泛。未知环境中移动机器人只具有较少的先验知识，其导航涉及对环境的认知，对导航决策的优化，还有知识的表示与获取等方面。在未知环境下运行，需要合理的解决环境建模和全局规划所必需的大计算量与智能机器人实时控制之间的矛盾。为了提高路径规划效率，本文进行了逆向D*路径规划算法[1]的分析和改进。利用激光测距仪LMS511感知复杂环境信息，建立实时局部栅格地图。采用改进的逆向D*算法，以滚动方式规划出中间目标节点到达当前位置的局部路径。机器人沿着局部路径行驶到这个中间目标节点后，再搜索下一个中间目标节点，滚动进行规划。直至机器人达到最终目标节点。在未到达中间目标节点的移动过程中遇到未知动态障碍机器人会实时重新规划，实现未知环境的自主安全运动。用C++在VS2010上测试算法并实际应用到机器人的实地测试。结果统计分析表明该方法具有可行性、有效性和实时性，规划效率明显提升。