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teb算法

TEB算法,全稱Time Elastic Band(時間彈性帶)局部路徑規劃算法,主要用於機器人的路徑規劃和動態避障。

TEB算法接收全局路徑規劃器生成的初始軌跡,然後對其進行最佳化以改進機器人的運動軌跡。在最佳化過程中,TEB算法考慮多種最佳化目標,包括路徑總長度、軌跡運行時間、與障礙物的距離、中間路徑點的通過性,以及機器人動力學、運動學和幾何約束的符合性。TEB算法將問題表述為一個多目標最佳化問題,其中大多數目標都是局部的,僅與機器人狀態的一小部分相關。這種局部結構產生了一個稀疏的系統矩陣,允許使用快速高效的最佳化技術來解決。

TEB算法的核心是將路徑規劃問題分解為時間參數化和路徑最佳化兩個部分。時間參數化是將時間信息包含到路徑中,使路徑成為時間的函式。路徑最佳化是在此基礎上使用最佳化算法來求解最優路徑。

TEB算法的特點是它的前瞻性,能夠動態避障,並且在計算上相對複雜,因此需要高效的最佳化算法來處理計算量。它通過參數調整不同影響因素的權重,設計獎勵或懲罰函式,對可行路線進行評分,並選擇得分最高的局部路線下發速度指令。這樣規劃出的路徑更符合機器人的硬體結構和運動學特性,使機器人能夠流暢地行駛和繞過障礙物。

以上是TEB算法的詳細介紹。