Kinodynamic RRT-connect(Rapidly-exploring Random Tree-Connect)算法例子

Kinodynamic RRT-connect(Rapidly-exploring Random Tree-Connect)算法

是一种结合了快速扩展随机树(RRT)和动力学约束的路径规划算法。它特别适用于需要考虑动力学和运动学约束的复杂机器人系统,如人形机器人、无人驾驶汽车等。

主要原理

RRT基本原理:

  • RRT算法通过在空间中随机采样点,并从现有树的节点向这些随机点扩展,逐步构建一棵覆盖工作空间的树。
  • RRT-connect算法在两个方向上扩展树:一个从起点开始,一个从终点开始,并尝试连接这两棵树。

动力学约束(Kinodynamic Constraints):

  • 在考虑动力学约束时,机器人不仅需要在空间中找到一条可行路径,还需要满足速度、加速度等动力学约束。
  • 这种情况下,路径的每一步必须符合机器人运动学和动力学模型。

算法步骤

1、初始化:

  • 初始化两棵树:一棵从起点开始,另一棵从终点开始。
  • 将起点和终点分别作为两棵树的根节点。

2、随机采样:

  • 在工作空间中随机采样一个状态。
  • 在考虑动力学约束时,这个状态不仅包含位置,还包含速度

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