基于人工势场引导的改进RRT机器人路径规划算法

针对随机扩展树收敛速度慢、效率低的缺点,提出以人工势场引导节点向目标点逼近,并与改进的转换测试结合实现树扩展的自适应调控。采用人工势场算法建立采样节点的价值函数,使得随机扩展树不断向低代价空间扩展,当陷入局部极小值时,对RRT算法的采样策略进行调节、自适应地寻找逃离路径,使搜索过程快速跳出局部极小值。仿真实验表明,人工势场引导随机树渐进目标点,并与转换测试结合,提高了算法的搜索效率。     

一种改进人工势场法的机械臂路径规划方法

针对人工势场法算法存在复杂障碍物环境中易陷入局部最小值无法运动的问题,本文提出了一种适用于静态环境中机械臂路径规划改进的人工势场法,通过在引力场中添加引力安全阈值,在斥力场中添加路径搜索当前点与目标点的欧式距离,引入自适应大步长的模拟退火算法对局部最小值进行逃逸。首先,修改势场函数模型;然后,当搜索路径陷入局部最小值时,采用自适应大步长的模拟退火算法往障碍物最少的空间逃逸;最后,在规划出来的路径上提出一种冗余节点删除策略与拐点消除算法,对规划出来的路径进行平滑处理。仿真和实验验证了本文提出的六自由度机械臂避障路径规划策略有效性。     

基于改进人工势场法的双机械臂避障路径规划

针对双6自由度机械臂提出了一种基于改进人工势场法的避障路径规划算法。分析了双机械臂的协作工作空间,确认了双臂自碰撞的可能。针对静态障碍物对主机械臂进行避障运动规划,完成主机械臂路径规划后,再将主机械臂作为从机械臂运动时的动态障碍物,为从机械臂规划避障运动路径。利用新的势能函数代替传统人工势场法的势能函数,对双机械臂进行避障路径规划;由于传统人工势场法在机械臂避障路径规划中容易陷入局部极小值的缺陷,因此,增加了虚拟吸引点,避免机械臂陷入局部极小值。仿真实验表明,该方法实现简单,满足双机械臂避障的要求,能够有效地为双机械臂规划出无碰撞路径。     

移动式煤炭采样机采样臂智能避障路径规划方法研究

针对煤炭采样臂智能避障路径规划问题,基于改进人工势场算法提出了一种路径规划方法。根据采样臂工作特点,构建了一种位姿信息的表征方法,并建立了采样臂与障碍间的虚拟仿真模型。以采样臂关节空间为搜索空间,以总势能最小为目标函数,实现了避障路径规划。规划过程综合考虑了关节限位、连杆碰撞与障碍物安全距离信息,并通过引入虚拟坡度防止规划陷入局部极小值。通过仿真实验得到的路径平滑连续,且满足安全距离的要求,验证了规划方法的有效性和可行性。     

具备启发式路径优化的机械臂路径规划算法

在机器人的路径规划问题中,相较于基于搜索的算法和基于人工势场的算法,基于采样的路径规划算法能在高维状态空间中表现出良好的实时性。基于采样的路径规划算法对空间的探索通常是完全随机的,这不利于快速搜索路径。探讨了一种更高效的路径规划算法,用于帮助机器人在有障碍环境中完成避障作业。提出的Informed RRT^*SR(Informed RRT^*with Smart Rope)算法总体分为无碰路径的搜索和路径优化这两个步骤,路径搜索过程的算法实现与Informed RRT^*算法相同。通常,Informed RRT^*搜索得到的无碰路径是蜿蜒曲折的,结合路径优化算法能够进一步对路径进行优化,从而提高路径搜索效率。Informed RRT^*SR算法在路径优化过程中使用了启发式的路径探索规则,能够有效压缩搜索空间以提高搜索效率。机械臂的路径规划仿真实验结果表明,Informed RRT^*SR算法能够在相同时间内搜索到一条更便捷的路径,搜索得到的路径距离相较于Informe...     

多障碍环境下机械臂避障路径规划

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...     

基于位置代价A*算法的机械臂避障路径规划

为了解决高维或复杂环境下A*算法路径规划寻路效率低、计算量大的问题,提出了位置代价A*算法,并将其应用于机械臂避障路径规划.首先在A*算法估价函数中加入节点位置代价,增加估价函数对节点位置优劣的判断;其次研究机械臂连杆的避障检测方法;在此基础上,将位置代价A*算法用于机械臂的避障路径规划.仿真试验表明,位置代价A*算法...     

基于模糊人工势场法的机械臂避障达点研究

针对机械臂的避障达点问题,结合人工势场法与关节空间搜索方法进行研究,同时设计模糊控制器调节重构的势场函数中引力势场以及斥力势场权重系数来克服传统人工势场法的局部极小问题。用MATlAB进行了仿真证明其有效性,同时用kukaiiwa机械臂进行了实验验证。     

改进人工势场法的双机械臂路径规划算法

针对采用传统人工势场法对双机械臂系统进行路径规划时无法约束双机械臂整体位姿,容易陷入局部极值点的问题,对人工势场法进行改进.采用D-H法对双机械臂系统进行运动学分析,采用圆柱——半球体包络盒模型作为碰撞检测模型;构建新的势能函数对双机械臂系统规划路径;采用构建虚拟目标点的方法帮助机械臂逃离局部极值点.仿真实验表明,改进算法克服了人工势场法局部极小的缺点,实现了对双机械臂系统的路径规划.     

基于改进快速扩展随机树算法的双机械臂协同避障规划方法

提出了一种基于改进RRT算法的双机械臂协同避障运动规划方法。针对静态障碍物对主臂进行避障运动规划,寻找主臂可行路径。将主臂每一时刻的运动位姿视为规划从臂运动时的动态障碍物,为从臂规划可行运动路径。为提高算法的搜索效率,利用节点剪枝择优和设置目标区域的方式使算法快速收敛。在MATLAB程序建模实验的基础上,在ADAMS中进行仿真实验,验证了该算法的有效性和可行性。