安全平滑的改进时间弹性带轨迹规划算法

摘要：

传统TEB(time elastic band)算法在杂乱场景下规划易出现倒退、大转向等异常行为,造成加速度跳变,控制指令不平滑,机器人受到大冲击,不利于移动机器人轨迹跟踪.鉴于此,提出一种改进TEB算法,通过增加危险惩罚因子约束规划更安全的运动轨迹,增加加速度跳变以抑制约束减小运动中的最大冲击,增加末端平滑约束以减小末端冲击,实现目标点平滑、准确到达.构建图优化问题,以机器人的位姿和时间间隔为节点、目标函数和约束函数为边,利用问题的稀疏性快速获得相应时刻点的控制量.最后,通过基于机器人操作系统的大量对比仿真测试以及真实差速机器人上的物理实验对提出的改进TEB算法进行性能验证.结果表明,改进TEB算法在复杂环境中能够规划出更安全、平滑的轨迹,减小机器人所受冲击,实现移动机器人更合理地运动.

关键词：时间弹性带算法、加速度跳变抑制、危险惩罚因子、末端平滑、移动机器人

所属期刊栏目：37

分类号：TP273(自动化技术及设备)

资助基金：国家重点研发计划2019YFB1312002

在线出版日期：2022-07-19（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：2008-2016