40、动态环境下未知演化的时空规划与自动导航网格生成

动态环境下未知演化的时空规划与自动导航网格生成

在虚拟环境的导航规划领域，有两个重要的研究方向，一是动态环境下未知演化的时空路径规划，二是自动生成导航网格以优化路径寻找和局部移动。下面将详细介绍这两方面的内容。

动态环境下的时空路径规划

在动态环境中，为了找到合适的路径，设计了一种两级路径规划器。
- 两级路径规划器的工作流程
1. 全局路径规划 ：
- 首先，利用拓扑图和时间信息筛选出可行的可导航表面。具体操作是过滤拓扑图，舍弃阻塞关系和未确定可行跳跃的不可行可达性。同时，出于安全考虑，对于物体平均相对速度超过给定阈值或平均有效时间低于时间阈值的可达性关系也进行无效化处理。
- 然后，在过滤后的拓扑图上运行 Dijkstra 算法来计算全局路径。对于动态关系，将可达性关系的成本设置为其周期性（平均有效时间和非有效时间之和）；对于稳定关系（始终有效的关系），将成本设置为一个 ϵ 值。这样的成本函数倾向于选择通过稳定链接的路径，从而最小化等待时间。最终，全局路径规划器会提供一系列必须穿越的可导航表面，以到达目标。
2. 局部路径规划 ：
- 局部路径规划器需要在与每个确定的可导航表面相关联的路线图上生成局部路径，同时处理避障和姿态调整。在局部概率路线图（PRM）中计算路径时，使用多目标 A* 算法，该算法从角色的当前配置开始，找到通往最近目标配置的路径。目标可以是全局目标，也可以是跳转到下一个可导航表面的起点。
- 一条边是否有效取决于至少一个与该边相关联的运动能力 m 不会与局部禁止体积发生碰撞，并且 m 与到达该边所