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基于S-RRT算法的机械臂全局轨迹规划研究
1
作者 苏正威 谢楠 陆贝尔 《机械制造》 2024年第3期38-45,共8页
针对传统快速拓展随机树(RRT)算法在全局轨迹规划中存在的冗余节点、随机性强、收敛速度慢、探索路径不平滑等问题,提出一种S-RRT算法。S-RRT算法引入人工势场法中的势场思想,对快速拓展随机树算法与人工势场法进行融合。利用快速拓展... 针对传统快速拓展随机树(RRT)算法在全局轨迹规划中存在的冗余节点、随机性强、收敛速度慢、探索路径不平滑等问题,提出一种S-RRT算法。S-RRT算法引入人工势场法中的势场思想,对快速拓展随机树算法与人工势场法进行融合。利用快速拓展随机树算法的随机抽样属性解决人工势场法中存在的局部最小问题,同时避免快速拓展随机树算法的复杂度和路径搜索随机性问题。改进空间采样范围,防止快速拓展随机树算法的随机采样点频繁出现在已经探索的路径上,提高空间搜索效率。优化搜索步长,在探索初期能迅速收敛到目标点,并根据迭代次数不断减小探索点到目标点的步长。对规划的路径进行平滑处理,减少不必要的路径和节点,减小节点与节点之间因角度过大对机械臂关节造成的影响。基于S-RRT算法对机械臂全局轨迹规划进行研究,在多个障碍物的环境中进行仿真验证,S-RRT算法的搜索效率显著提升,节点的利用率也明显提高。 展开更多
关键词 快速拓展随机树算法 机械臂 轨迹规划 研究
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低空复杂环境下基于采样空间约减的无人机在线航迹规划算法 被引量：12
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作者 温乃峰 苏小红 +1 位作者 马培军 赵玲玲 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第7期1376-1390,共15页
针对低空复杂环境下障碍物密集且类型多样、带有多通道并存在不确定信息的无人机在线航迹规划问题,为了减少碰撞检测次数,提高航迹搜索速度,降低航迹代价,提出一种基于采样空间约减的无人机在线航迹规划算法.算法通过引入代价模型,提出... 针对低空复杂环境下障碍物密集且类型多样、带有多通道并存在不确定信息的无人机在线航迹规划问题,为了减少碰撞检测次数,提高航迹搜索速度,降低航迹代价,提出一种基于采样空间约减的无人机在线航迹规划算法.算法通过引入代价模型,提出约减域逐步构造方法,引导规划树快速有效扩展,改善了基于动态域的快速拓展随机树(Dynamic domain rapidly-exploring random tree,DDRRT)算法中存在的采样空间过度约减问题.算法通过密度划分索引的方法逐步构建多棵Kd树(K-dimensional tree)并采用多近邻节点搜索方法,加快了近邻树节点搜索速度.仿真实验结果表明,与DDRRT方法相比,该方法在保证对采样空间约减合理性的同时,提高了航迹规划效率和通道内的寻路能力. 展开更多
关键词 在线航迹规划 多约束条件 快速拓展随机树算法 采样空间约减 碰撞检测
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基于改进RRT结合B样条的机械臂运动规划方法 被引量：14
3
作者 李扬 张蕾 +2 位作者 李鹏飞 王晓华 王文杰 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2023年第1期254-263,共10页
为解决传统快速拓展随机树(RRT)算法的随机性强,导向性差,规划时间长及寻迹平滑度差等问题,提出一种基于目标偏置策略结合自适应可变步长的改进型RRT算法(PAVS-RRT)。首先,在传统RRT算法基础上设置一个目标偏置阈值,同时引入局部扩展机... 为解决传统快速拓展随机树(RRT)算法的随机性强,导向性差,规划时间长及寻迹平滑度差等问题,提出一种基于目标偏置策略结合自适应可变步长的改进型RRT算法(PAVS-RRT)。首先,在传统RRT算法基础上设置一个目标偏置阈值,同时引入局部扩展机制避免因改变采样结构而造成的局部最优问题;其次,结合自适应步长策略优化其搜索时间;最后,采用三次B样条函数对所规划路径进行拟合优化。仿真实验中所提算法在保证机械臂成功避障且顺利抵达目标位置的同时,其各关节参数均波动较小且未发生突变,有效降低了机械臂在运动规划过程中的抖振情况。实验结果表明,所提算法较基本算法其平均路径搜索时间提高了73.49%,算法搜索效率及平滑性得到显著改善。 展开更多
关键词 工业机械臂 运动规划 快速拓展随机树算法 目标偏置策略 自适应可变步长 三次B样条
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复杂多场景下机械臂避障运动规划方法研究 被引量：4
4
作者 宋勇 张蕾 +1 位作者 田荣 王晓华 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第3期500-509,共10页
为提高工业机械臂在狭窄通道、多障碍物等复杂多场景下避障运动规划的成功率和效率,建立了基于圆柱体和球体包围盒机械臂与障碍物之间的碰撞检测模型,并提出了一种基于启发式概率融合人工势场法的改进型RRT^(*)算法(P-artificial potent... 为提高工业机械臂在狭窄通道、多障碍物等复杂多场景下避障运动规划的成功率和效率,建立了基于圆柱体和球体包围盒机械臂与障碍物之间的碰撞检测模型,并提出了一种基于启发式概率融合人工势场法的改进型RRT^(*)算法(P-artificial potential field-RRT^(*),PAPF-RRT^(*))。采样上引入概率目标偏向与随机采样点优选策略,对采样点进行位置优选约束,增强采样导向性和质量;为改变传统新节点扩展方向和特殊环境下局部最优问题,融合人工势场法的目标引力与障碍物斥力和自适应步长,使算法在APF产生的合力范围下实时引导新节点扩展方向和步长大小,降低过度的探索和碰撞区域扩展;对冗余节点进行删除,并采用三次B样条插值优化,提高机械臂轨迹的柔顺性。仿真结果表明,所提算法较传统RRT^(*)算法在平均路径搜索时间上降低了56.75%,路径长度缩短了17.74%。导入机械臂模型后可视化仿真结果证明,所提算法可使机械臂成功避障且快速平稳运行到目标点。 展开更多
关键词 机械臂运动规划 渐进最优快速拓展随机树算法 启发式概率 人工势场法 自适应步长 三次B样条
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基于七次多项式插值的RRT避障规划 被引量：2
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作者 石英男 胥光申 盛晓超 《轻工机械》 CAS 2022年第6期1-6,共6页
为了减少机器人在避障运动过程中的抖动,提高机器人作业精度,课题组提出采用七次多项式插值法对运动过程中的各个关节进行轨迹规划。课题组通过MATLAB平台对机器人进行仿真,采用七次多项式插值法对机器人避障运动过程进行轨迹规划。仿... 为了减少机器人在避障运动过程中的抖动,提高机器人作业精度,课题组提出采用七次多项式插值法对运动过程中的各个关节进行轨迹规划。课题组通过MATLAB平台对机器人进行仿真,采用七次多项式插值法对机器人避障运动过程进行轨迹规划。仿真结果表明:采用七次多项式插值法进行轨迹规划时可以得到平滑的关节角位移、角速度和角加速度曲线,机器人的运动轨迹更加平滑。课题组的研究对机器人避障轨迹规划的研究具有参考意义。 展开更多
关键词 机器人 避障路径规划 七次多项式插值 快速拓展随机树算法
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