在ROS中,常用(yòng)的局部路徑規劃算法包括:
動態窗口法(DWA)
原理:在速度空間(v,w)中采樣多組速度,模擬這些速度在一定時間內的運動軌跡,通過評價函數對軌跡進行評價,選取最優軌跡對應的速度驅動機器人運動。
優點:計算簡單,適用於差分和全向車模。
缺點:前瞻性不足,動態效果差,不適用於阿克曼模型車模。
時間彈(dàn)性帶(dài)(TEB)
原理:連接起始、目標點,讓路徑可以變形,變形條件是將所有約束當做橡皮筋(jīn)的(de)外力。通過圖優(yōu)化求解多目標優化問題。
優點(diǎn):前(qián)瞻性好,適用於(yú)各種車模,對動態障礙有較好(hǎo)的避障效果(guǒ)。
缺點:計算(suàn)複雜,速度和角速度波動(dòng)大,控製不穩定。
模型預測控製(MPC)
原理(lǐ):在每一個采樣時刻,根據當前的測量信息(xī),在線求解一個有限時間開環優化問題,並將得到的控製序列的第(dì)一個元素用(yòng)於被控對象。
優點:可以考慮空間狀態變量的各種約束,適用於多輸入多輸出的複雜控製係統,能使車輛的(de)控製更加平穩、更接近於期望軌跡(jì)。
缺(quē)點:計算(suàn)複雜度較高。
Trajectory Rollout
原理:采樣機器人當前的狀態,針對每個采樣的(de)速度(dù),計算機器人以(yǐ)該速(sù)度行駛一段時間後(hòu)的狀態,得出一條行駛的(de)路線,利用評(píng)價標準為多條路(lù)線打分,選擇最優路徑。
優點:能在一定程度上(shàng)實現(xiàn)避障和路徑規劃。
缺點:與DWA相比(bǐ),效率較低,內存占用(yòng)較多。