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基于改进P-RRT算法的碎矿机械臂避障路径规划研究
1
作者 杨丽荣 朱晓龙 周俊 《机床与液压》 北大核心 2025年第21期67-73,共7页
在对原矿仓格筛上的大块矿石进行破碎作业时,传统的人工抡锤或手动操作机械臂的破碎方式存在劳动强度大、粉尘噪声危害大、破碎效率低等问题。为此,提出一种基于全局随机采样策略的改进P-RRT路径规划算法,实现机械臂在障碍物环境下快速... 在对原矿仓格筛上的大块矿石进行破碎作业时,传统的人工抡锤或手动操作机械臂的破碎方式存在劳动强度大、粉尘噪声危害大、破碎效率低等问题。为此,提出一种基于全局随机采样策略的改进P-RRT路径规划算法,实现机械臂在障碍物环境下快速规划出较优路径。根据工作环境确定规划空间,建立碰撞检测模型,并确定破碎顺序。在此基础上,引入工作空间复杂度动态评估、自适应步长调整和节点重连优化3种策略,对RRT算法进行改进。最后,利用MATLAB在三维空间对改进算法进行路径规划仿真验证。结果表明:与传统RRT和P-RRT算法相比,改进P-RRT算法在单一破碎点无碰撞路径规划任务中,规划时间最长分别减少10.89、6.293 s,路径损耗分别降低177.04、119.08 mm,扩展点数也显著减少,在有限扩展次数下的规划成功次数也有显著提高;在多破碎目标路径规划中,改进P-RRT算法结合多目标排序策略,虽然增加了路径损耗,但有效缩短规划时间,提高了规划的成功率。研究结果充分验证了改进P-RRT算法及其结合排序策略应用的高效性、稳定性和可靠性,为实际工程应用提供了理论与技术支持。 展开更多
关键词 机械臂 路径规划 改进p-rrt算法
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基于改进P-RRT^(*)与前馈补偿的机械臂运动控制研究
2
作者 莘富龙 何顺江 《机械设计与制造工程》 2025年第4期69-74,共6页
针对机械臂运动控制量在执行过程中会产生损失,造成机械臂控制效果与预期效果出现较大误差,无法满足工业制造操作要求的问题,基于改进P-RRT^(*)与前馈补偿进行机械臂运动控制研究。首先建立机械臂运动力学模型,简化柔性关节结构。其次... 针对机械臂运动控制量在执行过程中会产生损失,造成机械臂控制效果与预期效果出现较大误差,无法满足工业制造操作要求的问题,基于改进P-RRT^(*)与前馈补偿进行机械臂运动控制研究。首先建立机械臂运动力学模型,简化柔性关节结构。其次计算运动控制器参数,补偿控制损失,并进行运动力矩前馈补偿;采用双同步控制方案统一控制函数后,利用改进P-RRT*算法优化前馈参数,通过随机树结构探索优化路径;计算控制节点与最优节点,确定代价函数,确保优化效果;整合控制量与优化参数,模型化设计输出,实现机械臂运动轨迹精确控制。最后通过仿真实验证明,研究成果具备提升机械臂控制精准度与准确度的能力,并且实现难度低,效果稳定性与可靠性高,具有较高的市场价值。 展开更多
关键词 改进p-rrt^(*) 前馈补偿 机械臂 运动控制
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基于RRT优化算法的移动机器人路径规划 被引量：9
3
作者 曹凯 高佳佳 李昂 《兵工自动化》 2018年第9期74-79,共6页
针对快速扩展随机树算法(rapidly-exploring random trees,RRT)存在的不足,以移动机器人的研究为背景,对RRT算法进行改进优化。依据RRT算法扩展原理,构建仿真环境地图,通过完成基于概率P的RRT优化算法和基于双向RRT优化算法仿真实验,将... 针对快速扩展随机树算法(rapidly-exploring random trees,RRT)存在的不足,以移动机器人的研究为背景,对RRT算法进行改进优化。依据RRT算法扩展原理,构建仿真环境地图,通过完成基于概率P的RRT优化算法和基于双向RRT优化算法仿真实验,将这2种优化算法结合,提出了基于概率P-双向的RRT优化算法,并进行了仿真实验验证。仿真结果表明,经过优化后的RRT算法在复杂障碍环境中有着良好的收敛效果和鲁棒性。 展开更多
关键词 移动机器人 路径规划 RRT算法 双向RRT 概率P-双向RRT
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基于RRT*算法的水切割机器人过渡路径规划 被引量：1
4
作者 管广鹏 孟正大 《工业控制计算机》 2016年第9期94-96,共3页
针对水切割机器人过渡路径规划问题,重点探讨了RRT*算法的应用。基于AABB包围盒的思想,采用一种新的采样空间生成方法,该方法可根据工件CAD模型局部区域的几何特征,自动生成采样空间。然后,采用基于引力函数的改进算法,称作P-RRT*,加快... 针对水切割机器人过渡路径规划问题,重点探讨了RRT*算法的应用。基于AABB包围盒的思想,采用一种新的采样空间生成方法,该方法可根据工件CAD模型局部区域的几何特征,自动生成采样空间。然后,采用基于引力函数的改进算法,称作P-RRT*,加快了RRT*算法的收敛速度。最后,仿真实验表明采样空间生成方法是有效的。P-RRT*算法能较快地完成过渡路径规划任务。 展开更多
关键词 过渡路径规划 RRT＊算法 AABB 引力函数 p-rrt＊
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一种改进的双向Informed-RRT^(*)算法 被引量：3
5
作者 韩晓微 石泽亮 王晓 《沈阳大学学报（自然科学版）》 CAS 2022年第6期442-452,F0002,共12页
针对路径规划过程中Informed-RRT^(*)算法规划效率低、规划路径冗余且转弯较多等问题,提出一种改进的双向Informed-RRT^(*)算法。首先,提出一种初始路径双向搜索的方式,有效提高了初始路径的生成效率;其次,提出一种P概率扇形约束采样的... 针对路径规划过程中Informed-RRT^(*)算法规划效率低、规划路径冗余且转弯较多等问题,提出一种改进的双向Informed-RRT^(*)算法。首先,提出一种初始路径双向搜索的方式,有效提高了初始路径的生成效率;其次,提出一种P概率扇形约束采样的方法,增加了目标导向性和路径规划容错率;接着提出在节点扩展时引用生长转角偏置,有效加快算法收敛速度;最后,提出变步长生长的扩展方式,解决了Informed-RRT^(*)算法路径规划过程中因环境复杂度不同而导致的路径规划自适性低的问题。仿真结果显示,相比于传统Informed-RRT^(*)算法,本算法在平均规划路径长度、平均规划时间、初始化路径平均迭代次数、平均转弯指数分别减少了3.63%、19.55%、18.99%、32.55%,规划成功率提高了9.45%。仿真实验验证了该路径规划算法的正确性和可行性。 展开更多
关键词 路径规划 Informed-RRT^(*)算法 双向搜索 P概率采样 生长转角偏置 变步长生长
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