机械工程学报

作者：蒋林, 李峻, 马先重, 聂文康, 朱建阳, 雷斌

单位：1. 武汉科技大学冶金装备及其控制教育部重点实验室 武汉 430081;2. 武汉科技大学机器人与智能系统研究院 武汉 430081

关键词：Voronoi算法,栅格地图二值化,腐蚀、膨胀预处理,精简骨架,平滑处理；

基金：国家重点研发计划（2019YFB1310000）、湖北省自然科学基金（2018CFB626）、武汉市应用基础前沿项目（2019010701011404）和机器人与智能系统研究院开放基金（F201803）资助项目。

针对目前基于栅格地图的路径规划算法，机器人导航无法同时满足实时性与精确性要求，以及原始Voronoi图算法生成的全局路径过于臃肿和现有骨架提取的方式生成的路线过于冗余，导致过多占用机器人存储量的问题，提出一种改进的骨架提取算法，先对已知先验信息的栅格地图进行二值化、腐蚀、膨胀预处理，再生成全新的精简骨架，之后对每一次导航规划的路径进行基于改进的三次样条平滑处理，在此基础之上结合局部路径规划器DWA算法，实现机器人导航。通过多次仿真试验和真实环境试验，结果表明，利用所设计的算法得到的精简骨架比原始Voronoi图以及现有骨架更为简洁，优化之后的路径也更加平滑，提高了移动机器人运动的稳定性及移动效率，并以最安全的方式指导机器人移动。

来源：2020年第13期

《机械工程学报》期刊编辑部

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