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时间弹性带

Timed Elastic BandTEB进阶

把局部轨迹当作带时间间隔的「橡皮筋」实时优化的移动机器人局部规划方法。

TEB 由德国多特蒙德工业大学的 Christoph Rösmann 等在 2012 年提出,开源实现 teb_local_planner 是 ROS 导航栈里常用的局部规划插件。它继承了 1993 年 Quinlan 与 Khatib 的「弹性带」思路:把全局路径看成一条会被障碍物推开、又会自己拉紧的橡皮筋。TEB 的改动是在相邻位姿之间加入时间间隔 ΔT,于是能同时优化总耗时、与障碍物的距离,以及速度、加速度、最小转弯半径等运动学与动力学约束。每项目标只牵涉相邻几个位姿,问题很稀疏,用 g2o 图优化库可以实时求解。后续版本会在拓扑不同的多条路线(从障碍左边绕或右边绕)上并行优化再择优,并支持阿克曼转向的类车机器人。和动态窗口法只采样下一时刻速度不同,TEB 显式规划一整段带时间的轨迹,在窄通道和类车底盘上更好用。

例子阿克曼底盘的巡检小车在走廊里遇到障碍:TEB 同时优化「从左绕」和「从右绕」两条候选轨迹,选出耗时更短且满足最小转弯半径的那条,每个控制周期再按新的代价地图重新优化。

也叫
teb_local_planner、TEB 局部规划器、时变弹性带
相关
全局规划与局部规划、动态窗口法、代价地图、轨迹优化、阿克曼底盘、Nav2
来源
teb_local_planner README(rst-tu-dortmund, GitHub)
Quinlan, Khatib: Elastic bands: connecting path planning and control (ICRA 1993)

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