针对传统路径规划算法在三维复杂障碍物环境下规划效率低和搜索路径质量不足的缺点,提出一种自适应APF-RRT^(*)路径规划方法。在势力场作用下引导路径节点以不同步长动态生长,以解决传统快速扩展随机树(rapidly-exploring random tree s...针对传统路径规划算法在三维复杂障碍物环境下规划效率低和搜索路径质量不足的缺点,提出一种自适应APF-RRT^(*)路径规划方法。在势力场作用下引导路径节点以不同步长动态生长,以解决传统快速扩展随机树(rapidly-exploring random tree star, RRT^(*))算法盲目搜索和人工势场法(artificial potential field, APF)易陷入局部最优的问题;通过定义父节点重选流程和引入动态偏向采样概率,优化算法迭代过程;对已有路径进行贪心算法迭代优化与平滑处理,减少路径冗余节点,增强实际使用效果。经过实验验证,对比其他2种算法,自适应APF-RRT^(*)算法在不同环境上的迭代次数、耗时、路径长度均得到减少;将该方法用于UR5机械臂上进行仿真验证,机械臂能够实现良好的避障功能,平稳完成路径规划任务。展开更多
针对双向快速随机扩展树(rapidly-exploring random trees-connect,RRT-Connect)算法的随机性强、搜索效率低、路径规划时间过长等问题,提出一种改进的RRT-Connect算法。该算法在起始点与目标点连线的中垂线上设置第三节点,采用高斯分...针对双向快速随机扩展树(rapidly-exploring random trees-connect,RRT-Connect)算法的随机性强、搜索效率低、路径规划时间过长等问题,提出一种改进的RRT-Connect算法。该算法在起始点与目标点连线的中垂线上设置第三节点,采用高斯分布限制第三节点的采样区域,避免第三采样节点距离中点较远导致的路径冗余。算法通过第三节点分别向起始点和目标点生成2棵随机树,结合贪婪算法思想以及引入动态步长的方法,提高算法的规划效率。仿真结果表明,改进的RRT-Connect算法相较于传统RRT-Connect算法,平均运行时间缩短了48.7%,平均迭代次数减少了38.9%,平均路径长度减少了25.2%。另外,针对传统的九点标定法精度的问题,提出一种改进的九点标定方法,该方法通过获取机械臂在空间同一点的多组位姿计算机械臂第六轴长度,在已知机械臂各关节角和轴长情况下,计算得到机械臂末端执行器安装后第六轴的长度,从而提高手眼标定的精度。试验结果表明,改进的方法相较于传统九点标定法其精度平均提高了2.09%。最后,在机械臂平台验证改进的RRT-Connect算法和改进的九点标定法,试验结果表明,改进的RRT-Connect算法相较于DRRT-Connect(dynamicRRT-Connect)算法在路径规划总时间和总长度上分别减少了8.28%和4.79%,改进的九点标定法相较于传统的九点标定法抓取精度提高了3%。展开更多
针对实际档案库房操作空间的动态约束性,常见的运动规划算法难以满足快速在线规划的问题,分别从规划速度和动态空间在线规划两个方向进行研究.首先,提出一种新型快速搜索随机树法(rapidly-exploring random trees,RRT),基于剪枝和路径...针对实际档案库房操作空间的动态约束性,常见的运动规划算法难以满足快速在线规划的问题,分别从规划速度和动态空间在线规划两个方向进行研究.首先,提出一种新型快速搜索随机树法(rapidly-exploring random trees,RRT),基于剪枝和路径细化策略能够大幅减少无用节点计算和冗余路径运动.其次,将人工势场法与RRT算法相结合,新节点拓展时会受到期望为当前势场合力的高斯分布的影响,在满足对动态障碍物的在线运动规划的同时提高了算法的拓展能力.最后,通过仿真结果证明,新型RRT算法在拓展效率上的高效性和混合运动规划算法在动态规划和探索效率上的优越性.展开更多
文摘针对传统路径规划算法在三维复杂障碍物环境下规划效率低和搜索路径质量不足的缺点,提出一种自适应APF-RRT^(*)路径规划方法。在势力场作用下引导路径节点以不同步长动态生长,以解决传统快速扩展随机树(rapidly-exploring random tree star, RRT^(*))算法盲目搜索和人工势场法(artificial potential field, APF)易陷入局部最优的问题;通过定义父节点重选流程和引入动态偏向采样概率,优化算法迭代过程;对已有路径进行贪心算法迭代优化与平滑处理,减少路径冗余节点,增强实际使用效果。经过实验验证,对比其他2种算法,自适应APF-RRT^(*)算法在不同环境上的迭代次数、耗时、路径长度均得到减少;将该方法用于UR5机械臂上进行仿真验证,机械臂能够实现良好的避障功能,平稳完成路径规划任务。
文摘针对双向快速随机扩展树(rapidly-exploring random trees-connect,RRT-Connect)算法的随机性强、搜索效率低、路径规划时间过长等问题,提出一种改进的RRT-Connect算法。该算法在起始点与目标点连线的中垂线上设置第三节点,采用高斯分布限制第三节点的采样区域,避免第三采样节点距离中点较远导致的路径冗余。算法通过第三节点分别向起始点和目标点生成2棵随机树,结合贪婪算法思想以及引入动态步长的方法,提高算法的规划效率。仿真结果表明,改进的RRT-Connect算法相较于传统RRT-Connect算法,平均运行时间缩短了48.7%,平均迭代次数减少了38.9%,平均路径长度减少了25.2%。另外,针对传统的九点标定法精度的问题,提出一种改进的九点标定方法,该方法通过获取机械臂在空间同一点的多组位姿计算机械臂第六轴长度,在已知机械臂各关节角和轴长情况下,计算得到机械臂末端执行器安装后第六轴的长度,从而提高手眼标定的精度。试验结果表明,改进的方法相较于传统九点标定法其精度平均提高了2.09%。最后,在机械臂平台验证改进的RRT-Connect算法和改进的九点标定法,试验结果表明,改进的RRT-Connect算法相较于DRRT-Connect(dynamicRRT-Connect)算法在路径规划总时间和总长度上分别减少了8.28%和4.79%,改进的九点标定法相较于传统的九点标定法抓取精度提高了3%。
文摘针对实际档案库房操作空间的动态约束性,常见的运动规划算法难以满足快速在线规划的问题,分别从规划速度和动态空间在线规划两个方向进行研究.首先,提出一种新型快速搜索随机树法(rapidly-exploring random trees,RRT),基于剪枝和路径细化策略能够大幅减少无用节点计算和冗余路径运动.其次,将人工势场法与RRT算法相结合,新节点拓展时会受到期望为当前势场合力的高斯分布的影响,在满足对动态障碍物的在线运动规划的同时提高了算法的拓展能力.最后,通过仿真结果证明,新型RRT算法在拓展效率上的高效性和混合运动规划算法在动态规划和探索效率上的优越性.
