实时路径规划是机器人自主导航的核心技术之一,通过动态环境建模与算法优化,使机器人能够在复杂场景中快速决策移动路线。以下是关键知识点:
🧠 基本概念
- 实时性:规划过程需在限定时间内完成,适应动态障碍物变化
- ROS框架:提供
move_base
、global_planner
、local_planner
等模块支持 - 环境感知:依赖激光雷达(
sensor_msgs/LaserScan
)或视觉数据实时更新地图
🧩 常用算法对比
算法 | 特点 | 适用场景 |
---|---|---|
A* | 启发式搜索,保证最优解 | 静态地图下的全局规划 |
Dijkstra | 无启发式,计算最短路径 | 简单拓扑结构环境 |
RRT | 随机树搜索,适应高维空间 | 动态障碍物密集场景 |
Hybrid A* | 综合A*与样条曲线 | 轮式机器人路径平滑优化 |
📌 ROS实现关键模块
- 代价地图(Costmap)
- 通过
costmap_2d
动态标注可行走区域 - 📎 深入解析代价地图配置
- 通过
- 全局规划器(Global Planner)
- 使用
global_planner
进行路径搜索 - 📎 ROS导航栈原理图
- 使用
- 局部规划器(Local Planner)
dwa_local_planner
实现动态避障- 📎 实时避障算法详解
🧪 实战技巧
- 仿真测试:推荐使用
Gazebo
模拟动态环境 - 参数调优:调整
base_local_planner
的max_trans_vel
等参数提升响应速度 - 可视化工具:通过
rviz
实时观察路径规划效果
📌 相关扩展阅读
📌 提示:路径规划需结合SLAM技术实现环境建模,可参考SLAM入门教程进一步学习。