基于RRT^(*)算法和多姿态碰撞检测的无人工地多机协同路径规划研究OA

针对现有无人工地路径规划技术对施工设备几何与运动特征考虑不足,且缺乏多机协同机制的问题,提出一种基于改进RRT^(*)算法的多机协同路径规划方法。首先,将行走设备在俯视平面内设定为具有普遍性的矩形,利用分离轴定理和向量叉积等手段提出了矩形设备在直线行进和旋转过程中与障碍物的碰撞检测方法;其次,引入时间窗机制与时空域协同规划框架,设计了“行进-行进”与“行进-旋转”两类动态冲突检测流程,解决了多设备协同作业中的即时避碰问题;最后,将该算法应用于隧道及梁场等复杂场景中进行仿真验证。结果表明:所提算法规划的路径考虑了真实设备的形状、尺寸、转向角约束以及障碍物的形状、尺寸、分布,相比传统算法,有效解决了大长宽比设备在狭长空间内的避障难题,显著提升了复杂受限环境下的路径搜索成功率与鲁棒性;另外构建的时空域协同规划框架确保了多设备在复杂工地环境中安全、有序、高效地行驶或作业;该研究不仅验证了算法在隧道、梁场等真实工程场景中的适用性,也为未来实现无人工地机群的智能化、高效化协同作业提供了重要的理论依据与技术支撑。