本技术涉及自动化控制和路径规划技术领域,尤其涉及一种基于等距螺旋线运动模型的调头路径优化方法,包括以下步骤:步骤1:建立等距螺旋线运动模型;步骤2:调头路径的圆弧设计;步骤3:碰撞检测与路径优化;步骤4:调头路径优化。本发明通过引入等距螺旋线模型及其与圆弧的相切关系,能够在满足无碰撞的前提下,优化调头路径,减少所需空间并提高路径平滑度。该方法可以应用于机器人、自动驾驶以及各类自动化轨迹规划系统中,特别适用于多体系统的路径规划和调头操作。
背景技术
在自动化系统中,多段运动体的路径规划与调头问题是常见技术难题,尤其在有限空间内,如何在不发生碰撞的前提下设计最优调头路径,直接关系到系统的运动效率和安全性。现有技术中,通常采用几何方法或启发式搜索算法来实现路径规划,但在多体运动中,如何保证调头路径的平滑性、减少所需空间、提高安全性仍存在诸多不足。
等距螺旋线模型由于其独特的几何性质,逐渐受到重视。它不仅能够保证运动的平滑性,还能通过参数调整,实现全局路径优化。但在调头路径优化问题上,等距螺旋线与传统圆弧路径相结合的研究较少。本发明正是针对这一问题,通过引入等距螺旋线与圆弧路径的相切关系,实现对调头路径的精确控制,并在保证运动体不发生碰撞的前提下,最小化调头路径。
现有技术中的路径规划方法通常包括基于几何的路径生成方法、基于搜索的算法等。无论是几何方法、搜索算法还是生物启发算法,都容易在路径规划中陷入局部最优解,导致无法找到全局最优路径。在处理动态障碍物时,现有算法的计算效率和响应速度不足,难以满足实时路径更新的需求。然而,面对复杂曲线运动及动态避障,传统方法难以适应实际需求。为了解决这些问题,本发明提出了一种基于等距螺旋线运动模型的调头路径优化方法,该方法在保证全局最优路径的前提下,实现实时的碰撞检测与路径优化。
实现思路