Path planners based on basic rapidly-exploring random trees (RRTs) are quick and efficient, and thus favourable for real-time robot path planning, but are almost-surely suboptimal. In contrast, the optimal RRT (RRT*) converges to the optimal solution, but may be expensive in practice. Recent work has focused on accelerating the RRT*'s convergence rate. The most successful strategies are informed sampling, path optimisation, and a combination thereof. However, these acceleration methods have not been applied to the basic RRT. Moreover, while a number of path optimisers can be used to accelerate the convergence rate, a comparison of their effectiveness is lacking. In this paper, we investigate the use of informed sampling and path optimisation to accelerate planners based on both the basic RRT and the RRT*, resulting in a family of algorithms known as optimised informed RRTs. We apply different path optimisers and compare their effectiveness. The goal is to ascertain if applying informed sampling and path optimisation can help the quick, though almost-surely suboptimal, path planners based on the basic RRT attain comparable or better performance than RRT*-based planners. Analyses show that RRT-based optimised informed RRTs do attain better performance than their RRT*-based counterparts, both when planning time is limited and when there is more planning time.


翻译:基于基本快速探索随机树(RRTs)的路径规划者快速高效,因此有利于实时机器人路径规划,但几乎是次优的。相比之下,最佳RRT(RRT* ) 最优化的路径规划者(RRT* ) 与最佳解决方案相融合,但实际上可能成本较高。最近的工作重点是加快RRT* 的趋同率。最成功的策略是知情抽样、路径优化及其组合。然而,这些加速方法没有应用于基本的RRT。此外,虽然可以使用一些路径选取者来加快合并率,但缺乏对其有效性的比较。在本文件中,我们调查使用知情取样和路径优化(RRT* ) 来加速规划者的最佳方法,以基本的RRT和RRT* 为基础,导致被称为优化知情的RRT* 的算法组合。我们采用不同的路径选取方法,并比较其效果。目标是确定采用知情的取样和路径优化方法是否能帮助快速(尽管几乎是次亚化的),但路径规划者在基本RRT* 进行更精确的进度规划时,RRT* 能够更精确地显示其业绩。

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