1.基于多采样点的引力自适应步长双向RRT路径规划方法,其特征在于,所述路径规划方法包括以下步骤:S1.从起始点和目标点同时初始化两棵随机树T1、T2,设置初始步长s、引力系数k、最大执行次数max、连接阈值δ、距离设定值σ参数的初始值;
S2.生成多个采样点,运用多采样点比较选优原则找到采样点Xrand;
S3.找到随机树T1中与Xrand最接近的节点Xnear,加入引力分量计算得到新节点Xnew;
S4.对采样点Xnear与新节点Xnew之间的连线进行障碍检测,若无障碍则执行步骤S5,若有障碍则返回步骤S2,并采用自适应步长的策略调整引力系数k的值;
S5.找到随机树T2中离新节点Xnew最近的节点Xnear1,判断节点Xnear1与新节点Xnew之间是否有障碍,若有则执行步骤S7;若没有则执行步骤S6;
S6.判断节点Xnear1与新节点Xnew之间的距离是否小于连接阈值δ,若小于连接阈值δ,则执行步骤S8;若距离大于连接阈值δ,则执行步骤S7;
S7.将随机树T1、T2交换进行扩展,重复循环步骤S2‑S7至获得初始路径;
S8.对初始路径进行优化;
所述步骤S4中采用自适应步长的策略调整引力系数k的值,在移动机器人的路径规划中具体步骤为:B1.如果移动机器人在运动过程中一路畅通,没有遇到障碍物,即两者之间的距离大于距离设定值σ时,应使目标引力方向的步长k·s变大以使机器人朝向目标点运动从而尽快到达目标点,此时应令引力系数k为初始值;
B2.当移动机机器人遇到障碍物时,应令随机点方向的步长s占比重变大以使机器人能够准确避开障碍物,此时自适应地减小引力系数k的值,再次执行步骤S2到步骤S8;若循环过程中再次遇到障碍物,则继续减小k值以保证避障的准确性;
若循环过程中k小于0了,则将k赋予一个0~1之间的定值,继续执行步骤S2到步骤S8,引力系数k的具体取值公式如下:
2.根据权利要求1所述的基于多采样点的引力自适应步长双向RRT路径规划方法,其特征在于,所述步骤S2中运用多采样点比较选优原则找到采样点Xrand,利用rand函数生成n个候选采样点,计算这n个候选采样点与目标点之间的距离,找到离目标点最近的一个节点作为采样点Xrand。
3.根据权利要求1所述的基于多采样点的引力自适应步长双向RRT路径规划方法,其特征在于,所述步骤S3中加入引力分量计算得到新节点Xnew,计算公式如下:其中,s为随机点方向的步长,k为引力系数,k·s为引力方向的步长,||xrand‑xnear||、||xgoal‑xnear||分别为随机点与最近点、目标点与最近点之间的欧氏距离。
4.根据权利要求1所述的基于多采样点的引力自适应步长双向RRT路径规划方法,其特征在于,所述步骤S8中用Dijkstra算法来优化路径,具体步骤为:C1.首先,将算法得到的初始路径所含点中除起始点外的其它点放到一个集合M中,并新建一个初始只含有起始点的最短路径点集合N;
C2.其次,通过计算路径代价找到矩阵M中离起始点最近的一个点,将其放入集合N中并更新集合M和N;
C3.最后,循环进行步骤C1、C2,直到遍历所有节点将集合M中的点全部放入集合N中,形成起始点到目标点的最短路径。