5动态环境中的规划

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,动,态,态,环,环,境,境,中,中,的,的,规,规,划,划,路,径,径,规,规,划,划,概,要,要,规,划,划,经,经,常,常,是,是,一,一,个,个,反,反,复,复,过,过,程,程,，,，,且,且,要,要,求,求,快,快,速,速,。,。,动,态,态,环,环,境,境,不,精,精,确,确,的,的,初,初,始,始,模,模,型,型,真,体,体,位,位,置,置,有,有,误,误,差,差,基,于,于,A*,的,规,规,划,划,器,器,类,类,型,型,：,：,ARA*,随,时,时,A*,搜,索,索,输,出,出,亚,优,优,解,解,能,在,在,有,有,时,时,间,间,约,约,束,束,下,下,使,使,用,用,D*,与,D*,精,简,简,版,版,递,增,增,A*,搜,索,索,通,过,过,复,复,用,用,前,前,次,次,搜,搜,索,索,结,结,果,果,来,来,计,计,算,算,最,最,佳,佳,解,解,常,常,常,能,能,显,显,著,著,加,加,速,速,反,反,复,复,规,规,划,划,随,时,时,D*(AD*),随,时,时,递,递,增,增,A*,搜,索,索,输,出,出,亚,优,优,解,解,能,在,在,有,有,时,时,间,间,约,约,束,束,下,下,使,使,用,用,常,常,常,能,能,显,显,著,著,加,加,速,速,反,反,复,复,规,规,划,划,所,有,有,都,都,基,基,于,于,ComputePathWithReuse,函,数,数,动,态,态,环,环,境,境,中,中,的,的,自,自,动,动,真,真,体,体,ATRV,机器,人,人,Segbot,机器,人,人,2D,地图,3D,地图,规划,（,（,Planning,）,规划,利用,一,一个,问,问题,的,的结,构,构来,构,构造,一,一个,到,到达,目,目的,行,行动,计,计划,是以,研,研究,理,理性,行,行动,为,为己,任,任的,AI,的核,心,心部,分,分,路径,规,规划,：,：对,求,求解,问,问题,的,的路,径,径及,其,其代,价,价进,行,行规,划,划,基于,搜,搜索,的,的规,划,划,离散,化,化,机器,人,人对,世,世界,的,的认,识,识,规划,图,图,基于,搜,搜索,的,的规,划,划,离散,化,化,规划,图,图,转化,成,成图,形,形,搜索,图,图形,得,得到,一,一条,从,从,s,start,到,s,goal,的最,小,小代,价,价路,径,径,8,向连,接,接网,，,，为,什,什么,?,机器,人,人对,世,世界,的,的认,识,识,基于,高,高维,搜,搜索,的,的规,划,划,2D,（,x,y,）规,划,划,54,千个,状,状态,规划,快,快,执行,慢,慢,4D,（,x,y,V,）规,划,划,超过,2,千万,个,个状,态,态,规划,慢,慢,执行,快,快,基于,高,高维,搜,搜索,的,的规,划,划,6DOF,机器,人,人手,臂,臂,3x10,9,个状,态,态,20DOF,机器,人,人手,臂,臂,10,26,个状,态,态,实际,规,规划,由于,下,下面,原,原因,，,，需多次,再,再规划,环境,变,变化,导航,时,时，,有,有人,在,在附,近,近,自动,驾,驾驶,时,时，,有,有其,它,它车,辆,辆在,路,路上,环境,模,模型,不,不精,确,确,位置,估,估计,有,有误,差,差,需快速,再,再规划,，,，来,满,满足,时,时间,约,约束,。,。,实际,规,规划,由于,下,下面,原,原因,，,，需,多,多次,再,再规,划,划,环境,变,变化,导航,时,时，,有,有人,在,在附,近,近,自动,驾,驾驶,时,时，,有,有其,它,它车,辆,辆在,路,路上,环境,模,模型,不,不精,确,确,位置,估,估计,有,有误,差,差,需快,速,速再,规,规划,，,，来,满,满足,时,时间,约,约束,。,。,用随,时,时,D,*,（即,随,随时,动,动态,A,*,）来,做,做,4D,规划,实际,规,规划,用随,时,时,D,*,（即,随,随时,动,动态,A,*,）来,做,做,3D,停车,规,规划,用随,时,时,D,*,（即,随,随时,动,动态,A,*,）来,做,做,4D,规划,实际,规,规划,随时,规,规划,算,算法，例,如,如，,A*,的随,时,时复,用,用（,复,复用,加,加权,）,）版,，,，即,ARA*,快速,找,找到,第,第一,个,个可,能,能的,亚,亚优,解,解，,然,然后,用,用其,余,余时,间,间来,改,改进,它,它。,允许,满,满足,时,时间,约,约束,。,。,再规,划,划算,法,法，例,如,如，,A*,的递,增,增版,，,，也,即,即,D*,与,D*,精简,版,版,复用,以,以前,规,规划,来,来加,速,速再,规,规划,很适,合,合于,动,动态,和,和,/,或部,分,分已,知,知的,环,环境,。,。,随时,再,再规,划,划算,法,法，例,如,如，,随,随时,递,递增,A*,，即,随,随时,D*,结合,上,上述,两,两者,的,的优,点,点。,搜索,最,最小,代,代价,路,路径,计算,相,相关,态,态的,g,值,g,(,s,),：一,条,条从,s,start,到,s,的最,小,小代,价,价路,径,径的,代,代价,估,估值,。,。,最佳,值,值满,足,足：,g,(,s,)=min,s”,pred,(,s,),(,g,(,s”,)+,c,(,s”,s,),由,s,3,到,s,goal,边的,代,代价,c(,s,3,s,goal,),搜索,最,最小,代,代价,路,路径,最小,代,代价,路,路经,是,是由,回,回溯,（,（,backtracking,）获,得,得的,一,一条,的,的贪,婪,婪路,径,径,从,s,goal,开始,，,，并,且,且从,任,任一,状,状态,s,移向,其,其前,任,任状,态,态,s,，使,得,得：,s,=argmin,s”,pred,(,s,),(,g,(,s”,)+,c,(,s”,s,),A*,搜索,计算,相,相关,态,态的,最,最佳,g,值,在某,一,一时,刻,刻：,g,(,s,),h,(,s,),目前,找,找到,的,的一,条,条从,s,start,到,s,最短,路,路径,的,的代,价,价,一条,从,从,s,到,s,goal,最短,路,路径,的,的代,价,价的,(,低,),估值,A*,搜索,计算,相,相关,态,态的,最,最佳,g,值,主函,数,数：,g,(,s,start,)=0,；所,有,有其,它,它,g,值是无穷；,OPEN,=,s,start,；,ComputePath,(),；,给出,结,结果,；,；,ComputePath,函数,：,：,while,(,s,goal,没有,被,被扩,展,展,),从,OPEN,中移,去,去,f,(,s,)(=,g,(,s,)+,h,(,s,),最小,的,的,s,；,扩展,s,；,注：,OPEN,是扩,展,展候,选,选态,的,的集,。,。,如果,启,启发,方,方式,是,是一,致,致性,的,的，,则,则每,个,个扩,展,展态,的,的,g,(,s,),都是,最,最佳,的,的。,A*,搜索,计算,相,相关,态,态的,最,最佳,g,值,ComputePath,函数,：,：,while,(,s,goal,没有,被,被扩,展,展过,),从,OPEN,中移,去,去,f,(,s,)(=,g,(,s,)+,h,(,s,),最小,的,的,s,；,把,s,插入,CLOSED,；,对,s,的每,个,个不,在,在,CLOSED,中的,后,后续,态,态,s,ifg,(,s,),g,(,s,)+,c,(,s,s,),g,(,s,)=,g,(,s,)+,c,(,s,s,),；,把,s,插入,OPEN,；,注：,CLOSED,是已,扩,扩展,状,状态,的,的集,。,。,if,体中,重,重新,给,给,g,(,s,)(=,),赋值,，,，是,试,试图,用,用找,到,到的,从,从,s,start,到,s,的路,径,径来,降,降低,g,(,s,),。,A*,搜索,：,：例,子,子,计算,相,相关,态,态的,最,最佳,g,值,ComputePath,函数,：,：,while,(,s,goal,没有,被,被扩,展,展,),从,OPEN,中移,去,去,f,(,s,)(=,g,(,s,)+,h,(,s,),最小,的,的,s,；,把,s,插入,CLOSED,；,对,s,的每,个,个不,在,在,CLOSED,中的,后,后续,态,态,s,ifg,(,s,),g,(,s,)+,c,(,s,s,),g,(,s,)=,g,(,s,)+,c,(,s,s,),；,把,s,插入,OPEN,；,CLOSED,=,OPEN,=,s,start,下一个扩展,状,状态：,s,start,g,(,s,2,),g,(,s,start,)+,c,(,s,start,s,2,),A*,搜索：例子,计算相关态,的,的最佳,g,值,ComputePath,函数：,while,(,s,goal,没有被扩展,),从,OPEN,中移去,f,(,s,)(=,g,(,s,)+,h,(,s,),最小的,s,；,把,s,插入,CLOSED,；,对,s,的每个不在,CLOSED,中的后续态,s,ifg,(,s,),g,(,s,)+,c,(,s,s,),g,(,s,)=,g,(,s,)+,c,(,s,s,),；,把,s,插入,OPEN,；,CLOSED,=,s,start,OPEN,=,s,2,下一个扩展,状,状态：,s,2,A*,搜索：例子,计算相关态,的,的最佳,g,值,ComputePath,函数：,while,(,s,goal,没有被扩展,),从,OPEN,中移去,f,(,s,)(=,g,(,s,)+,h,(,s,),最小的,s,；,把,s,插入,CLOSED,；,对,s,的每个不在,CLOSED,中的后续态,s,ifg,(,s,),g,(,s,)+,c,(,s,s,),g,(,s,)=,g,(,s,)+,c,(,s,s,),；,把,s,插入,OPEN,；,CLOSED,=,s,start,s,2,OPEN,=,s,1,s,4,下一个扩展,状,状态：,s,1,A*,搜索：例子,计算相关态,的,的最佳,g,值,ComputePath,函数：,while,(,s,goal,没有被扩展,),从,OPEN,中移去,f,(,s,)(=,g,(,s,)+,h,(,s,),最小的,s,；,把,s,插入,CLOSED,；,对,s,的每个不在,CLOSED,中的后续态,s,ifg,(,s,),g,(,s,)+,c,(,s,s,),g,(,s,)=,g,(,s,)+,c,(,s,s,),；,把,s,插入,OPEN,；,CLOSED,=,s,start,s,2,s,1,OPEN,=,s,4,s,goal,下一个扩展,状,状态：,s,4,A*,搜索：例子,计算相关态,的,的最佳,g,值,ComputePath,函数：,while,(,s,goal,没有被扩展,),从,OPEN,中移去,f,(,s,)(=,g,(,s,)+,h,(,s,),最小的,s,；,把,s,插入,CLOSED,；,对,s,的每个不在,CLOSED,中的后续态,s,ifg,(,s,),g,(,s,)+,c,(,s,s,),g,(,s,)=,g,(,s,)+,c,(,s,s,),；,把,s,插入,OPEN,；,CLOSED,=,s,start,s,2,s,1,s,4,OPEN,=,s,goal,s,3,下一个扩展,状,状态：,s,goal,A*,搜索：例子,计算相关态,的,的最佳,g,值,ComputePath,函数：,while,(,s,goal,没有被扩展,),从,OPEN,中移去,f,(,s,)(=,g,(,s,)+,h,(,s,),最小