基于构型空间先验知识引导点的柑橘采摘机械臂运动规划

S24; 柑橘采摘过程中机械臂有时需要深入树冠内部进行采摘,而在树冠内众多枝干往往构成一个个封闭的多边形通道,比起单个枝条的障碍物,封闭多边形障碍物更加难以避开,需要更长的时间进行规划.针对此问题,该文通过对构型空间的离线构建,分析了封闭多边形障碍物在构型空间的拓扑结构性质,根据这一性质对双向快速扩展随机树算法(RRT-connect)进行改进,提出了一种基于构型空间先验知识引导点的RRT-connect算法(informed guidance point RRT-connect,IGPRRT-connect),并将RRT-connect与IGPRRT-connect进行了并行规划编程,提高在...

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Bibliographic Details
Published in农业工程学报 Vol. 35; no. 8; pp. 100 - 108
Main Authors 马冀桐, 王毅, 何宇, 王恺, 张艺谭
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 重庆理工大学机械工程学院,重庆,400054%重庆理工大学机械工程学院,重庆 400054 2019
重庆大学机械工程学院,重庆 400044
Subjects
运动规划
机器人
引导点
RRT-connect
构型空间
柑橘采摘
避障
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Summary:S24; 柑橘采摘过程中机械臂有时需要深入树冠内部进行采摘,而在树冠内众多枝干往往构成一个个封闭的多边形通道,比起单个枝条的障碍物,封闭多边形障碍物更加难以避开,需要更长的时间进行规划.针对此问题,该文通过对构型空间的离线构建,分析了封闭多边形障碍物在构型空间的拓扑结构性质,根据这一性质对双向快速扩展随机树算法(RRT-connect)进行改进,提出了一种基于构型空间先验知识引导点的RRT-connect算法(informed guidance point RRT-connect,IGPRRT-connect),并将RRT-connect与IGPRRT-connect进行了并行规划编程,提高在不同环境下的适应性.通过仿真:所提出的并行算法在各种环境下规划时间均处于较低水平,以边长为30 cm与25 cm的正方形封闭通道为例,与RRT-connect相比规划时间分别缩短了51％、86％.同时进行室内避障试验,试验结果表明,使用提出的并行算法,对封闭障碍物和未封闭障碍物均有较好的避障效果,平均规划时间为1.263 s左右,成功率为91％,可为柑橘采摘机器人在不同环境下的运动规划问题提供参考.
ISSN:1002-6819
DOI:10.11975/j.issn.1002-6819.2019.08.012