多障碍环境下机械臂避障路径规划

• Published in: 计算机集成制造系统 Vol. 27; no. 4; pp. 990 - 998
• Main Authors: 陈满意, 张桥, 张弓, 梁济民, 侯至丞, 杨文林, 徐征, 王建
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: 中国科学院深圳先进技术研究院,广东 深圳 518055%中国科学院深圳先进技术研究院,广东 深圳 518055%广州中国科学院先进技术研究所,广东 广州 511458 01.04.2021; 武汉理工大学机电工程学院,湖北 武汉 430070%武汉理工大学机电工程学院,湖北 武汉 430070; 广州中国科学院先进技术研究所,广东 广州 511458%广州中国科学院先进技术研究所,广东 广州 511458
• Subjects: 避障路径规划; 自适应快速扩展随机树法; 机械臂; 协作机器人; 低振荡人工势场法
• ISSN: 1006-5911
• DOI: 10.13196/j.cims.2021.04.003

TP242; 为提高协作机器人在多障碍环境下的避障路径规划的成功率和效率,针对机械臂和障碍物提出碰撞检测方法,并提出低振荡人工势场—自适应快速扩展随机树(ARRT)混合算法进行路径规划,机械臂先采用低振荡人工势场法进行搜索,当遇到局部极小、碰撞等情况时切换成ARRT进行逃离,直至到达目标点.另外,为了在每个步长都取得最优的逆运动学关节角,保证前后步长对应关节角度值变化的连续性,提出最短行程逆解算法.为了提高规划后的路径质量,提出一种冗余路径节点删除策略,并使用四次贝塞尔曲线对路径进行拟合.经过仿真分析,机械臂在多障碍环境下对于环境复杂度的适应性强,路径搜索成功率高于经典算法,其平均路径搜索时间相比于经典RRT算法从26.1 s下降到3.6 s,算法搜索成功率和效率都得到显著改善.