在ROS中,常用的局部路徑規(guī)劃算法包括:
動態窗口(kǒu)法(DWA)
原理:在速度空(kōng)間(v,w)中采樣多組速(sù)度,模擬這些速度在一定時間(jiān)內的運動軌跡,通過評價函(hán)數對軌跡進行評價,選取最優(yōu)軌跡對應的速度驅動機器人運(yùn)動。
優點:計算簡單,適用於差分和全向車模。
缺點:前(qián)瞻性不足,動(dòng)態效果差,不(bú)適用於(yú)阿克曼模(mó)型車模。
時間彈性帶(TEB)
原理:連接起始、目標點,讓路徑(jìng)可以變形,變形條件是將(jiāng)所有約束當做橡(xiàng)皮筋的外力。通過圖優化求解多目標優(yōu)化問題。
優(yōu)點:前瞻性好,適用於各種車模,對動態障礙有較(jiào)好的避障效果。
缺點:計算複雜,速度和角速度波動大,控製不穩定(dìng)。
模型預測控製(MPC)
原理:在每一個采樣時刻,根(gēn)據當前的(de)測量(liàng)信息,在線(xiàn)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一個元素用於被(bèi)控對象。
優點:可以考慮(lǜ)空間狀態變量的各種(zhǒng)約束,適用於多輸(shū)入(rù)多輸出的複雜控(kòng)製係統,能使車輛的控製更加平穩、更接近於期望軌跡。
缺點:計算複雜度較高。
Trajectory Rollout
原理:采樣(yàng)機(jī)器人當前的狀態,針對每個采樣的速度,計算(suàn)機器人以該速度行駛一段時間後(hòu)的狀態(tài),得出一條行駛的路線,利用(yòng)評價標準為多條路線打(dǎ)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,效率較低,內存占用較多。