在ROS中,常用的局部路徑規劃算法包括:
動態窗口法(DWA)
原(yuán)理:在(zài)速度空間(v,w)中采樣多(duō)組速(sù)度,模擬這些速度在(zài)一定(dìng)時間內的運動軌跡(jì),通過評價函數對軌跡進行(háng)評(píng)價,選(xuǎn)取最優軌跡對應的速度驅(qū)動機器人運動。
優點:計算簡單(dān),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(chē)模。
時間彈性帶(TEB)
原理:連接起始、目標點,讓路(lù)徑可以(yǐ)變形,變形條(tiáo)件是將所有約束當做橡皮筋的外力。通過圖優化求解多目標優化問題。
優點:前瞻性好,適用於各種車模(mó),對動態障礙有較好的避(bì)障效(xiào)果。
缺(quē)點:計算複(fù)雜,速度(dù)和角速度波動大(dà),控製不穩定(dìng)。
模型(xíng)預測控製(MPC)
原理:在(zài)每一個采樣時刻,根(gēn)據(jù)當前的測量信息,在線(xiàn)求解一(yī)個有限時(shí)間開環優化問題,並將得到(dào)的控製序列的第一個元素用於被控對象。
優(yōu)點:可(kě)以考慮空間狀(zhuàng)態變量的各種(zhǒng)約束,適用於多(duō)輸入多(duō)輸出的複雜控製係統,能使車輛的控製更加平穩、更接近於期望軌跡。
缺點:計算複雜度較(jiào)高(gāo)。
Trajectory Rollout
原理:采樣機(jī)器人當前的狀態,針對每(měi)個(gè)采樣的速度(dù),計算機器(qì)人以該速度行(háng)駛一段時間後的狀態,得出一條(tiáo)行駛的路線,利用評價標準為多條路線打分(fèn),選擇最優路徑。
優點:能在一定程度(dù)上實現避障和路徑(jìng)規劃。
缺點:與DWA相比,效率較低,內存占用(yòng)較多(duō)。