基于多策略引导和自适应扩展的RRT*三维路径规划算法
RRT* path planning algorithm based on multi-strategy guided and adaptive exploration in three-dimensional environments
佳木斯大学 信息电子技术学院, 黑龙江 佳木斯 154007
摘要
针对复杂三维环境下路径规划的安全性和高效性等问题，提出了一种基于多策略引导和自适应扩展的快速探索随机树算法(Modified & Multi-strategy Rapidly Exploring Random Tree*，MR-RRT*)。首先，采用双向树扩展机制以减少迭代次数；其次，通过设定动态概率函数来自适应调整目标偏向概率，使得扩展树的生长能适应不同阶段的需求；同时，引入改进的人工势场法以引导树的扩展路径，考虑当前采样点和目标点距离的排斥力以解决局部最小问题，并通过调整斥力参数来调节斥力的强度。在路径后优化阶段，采用贪婪剪枝算法去除冗余节点，并利用B样条曲线对路径进行平滑处理，生成连续可行的最终路径。实验结果表明，所提出的MR-RRT*算法与几种经典的RRT*改进算法相比，平均节点数量减少了54.25%~85.73%，平均安全距离增加了74.75%~93.18%，而且在平均路径长度和时间消耗上也具有优势，显著提高了路径规划的效率、鲁棒性和安全性。
基金项目
黑龙江省优秀青年教师基础研究支持计划(YQJH2023219)
佳木斯大学校级重点项目(SZDYF202302)
出版信息
DOI: 10.19734/j.issn.1001-3695.2025.08.0424
出版期卷: 《计算机应用研究》 优先出版, 2026年第43卷 第6期
发布历史
[2026-02-25] 优先出版
引用本文
于现凯, 刘德胜, 张燕. 基于多策略引导和自适应扩展的RRT*三维路径规划算法 [J]. 计算机应用研究, 2026, 43 (6). (2026-02-25). https://doi.org/10.19734/j.issn.1001-3695.2025.08.0424. (Yu Xiankai, Liu Desheng, Zhang Yan. RRT* path planning algorithm based on multi-strategy guided and adaptive exploration in three-dimensional environments [J]. Application Research of Computers, 2026, 43 (6). (2026-02-25). https://doi.org/10.19734/j.issn.1001-3695.2025.08.0424. )
关于期刊
- 计算机应用研究 月刊
- Application Research of Computers
-
刊号
ISSN 1001-3695
CN 51-1196/TP
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