基于改进人工势场法双向规划的双机械臂避碰路径规划
2021-12-13王志强
江苏科技大学学报(自然科学版) 2021年5期
邱 博,单 梁,常 路,王志强,屈 艺
(南京理工大学 自动化学院,南京 210094)
作为机器人的常见类型,机械臂被广泛应用于工业以及服务领域,类似人类手臂的形态使机械臂具备足够的灵活性来完成复杂的任务.尽管如此,单机械臂操作仍存在局限性,有些任务需要双机械臂协同工作才能完成,例如零件的装配以及大件物品的搬运.然而双机械臂在运动过程中,往往存在工作空间的重叠,双臂运动时,不仅要避开环境中的障碍,还要避免机械臂之间发生碰撞,因此有必要对双机械臂进行避碰路径规划.
国内外学者对双机械臂路径规划做了大量研究.文献[1]将机械臂连杆间的最短距离作为避碰距离指标对冗余双臂机器人进行协调避碰.文献[2]从能量的角度规划双机械臂的路径,在双臂之间设置一个虚拟的弹簧,弹簧受到弹力会迫使双臂互相远离.文献[3]使用动态神经网络算法规划具有物理约束的双机械臂避碰路径.但是只考虑双臂间的避碰并不能实现双臂协同运动,还要同时考虑机械臂的路径规划.
机械臂的避障路径规划方法主要有两种:自由空间法和人工势场法[4-5].自由空间法需要预先得到全局的信息,算法开销较大,如A*算法[6]以及快速搜索随机树[7]等.相较于自由空间法,人工势场法不需要计算全局信息,其结构简单,算法效率高,更适合处理多关节机械臂的路径规划.近年来学者们一直在研究人工势场法的改进算法.对……
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