路径平滑

对规划出的曲折路径做后处理，删掉绕路、磨平拐角，让机器人走得更短更顺。

路径平滑是运动规划的后处理步骤。RRT、PRM 这类采样式规划器给出的是很多路点连成的折线，常绕远路、来回抖动，照着执行既慢又不自然。最常用的是随机捷径化：反复在路径上随机挑两个点，试着用一段更短的直线（或满足速度、加速度上限的平滑曲线）直接相连，若这段不碰撞，就替换掉两点之间的原路径；重复多次，路径越来越短。其他做法还有删除多余路点、B 样条拟合等，开源规划库 OMPL 的 PathSimplifier 就提供了捷径、删点、B 样条平滑等函数。平滑之后通常还要做时间参数化，给路径分配速度和时间，才成为可执行的轨迹。它和轨迹优化的区别是：只在已有可行解上做局部改进，计算便宜，但不保证最优。

例子Hauser 与 Ng-Thow-Hing（2010）让机械臂伸到桌下抓杯子，对采样规划器给出的折线路径随机尝试 100 次满足速度、加速度上限的平滑捷径，执行时间从 9.4 秒降到 4.0 秒。

也叫

捷径化、路径捷径、路径简化、Shortcutting、Path Simplification

相关

快速扩展随机树、概率路线图、碰撞检查、时间参数化、轨迹优化、OMPL

来源

OMPL: ompl::geometric::PathSimplifier Class Reference
Hauser & Ng-Thow-Hing, Fast Smoothing of Manipulator Trajectories using Optimal Bounded-Acceleration Shortcuts (ICRA 2010)