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路径规划算法(一):DWA动态窗口算法

文章目录

  • 前言
  • 一、机器人运动学模型
  • 二、速度空间
  • 三、评价函数

前言

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DWA算法一般用于局部路径规划,该算法在速度空间内采样线速度和角速度,并根据机器人的运动学模型预测其下一时间间隔的轨迹。 对待评价轨迹进行评分,从而获得更加安全、平滑的最优局部路径。

一、机器人运动学模型

动态窗口法将移动机器人的位置控制转换为速度控制。 在利用速度模式对机器人运动轨迹进行预测时,首先需要对机器人的运动模型进行分析。

v

(

t

)

v(t)

v(t)和

w

(

t

)

w(t)

w(t)分别表示机器人在世界坐标系下的平移速度和角速度,在机器人的采样周期

Δ

t

\Delta t

Δt内,位移较小,机器人作匀速直线运动,则机器人运动模型为:

{

x

(

t

)

=

x

(

t

1

)

+

v

(

t

)

Δ

t

cos

(

θ

(

t

1

)

)

y

(

t

)

=

y

(

t

1

)

+

v

(

t

)

Δ

t

sin

(

θ

(

t

1

)

)

θ

(

t

)

=

θ

(

t

1

)

+

w

(

t

)

Δ

t

\left\{\begin{array}{l}x(t)=x(t-1)+v(t) \Delta t \cos (\theta(t-1)) \\ y(t)=y(t-1)+v(t) \Delta t \sin (\theta(t-1)) \\ \theta(t)=\theta(t-1)+w(t) \Delta t\end{array}\right.

⎩⎨⎧​x(t)=x(t−1)+v(t)Δtcos(θ(t−1))y(t)=y(t−1)+v(t)Δtsin(θ(t−1))θ(t)=θ(t−1)+w(t)Δt​

x

(

t

)

x(t)

x(t),

y

(

t

)

y(t)

y(t),

θ

(

t

)

\theta(t)

θ(t)为t 时刻机器人在世界坐标下的位姿

二、速度空间

三、评价函数

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