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改进人工势场法的机械手关节空间避障规划

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针对人工势场(Artificial Potential Field,APF)法对机械手进行路径规划时存在的问题,提出了关节空间APF自适应变步长和目标偏置的快速扩展随机树(Rapidly-exploring Random Tree,RRT)相结合的方法.在关节空间中进行APF法路径规划,减少逆向运动学次数和关节角突变;通过改进斥力和引力势场函数,解决APF法中碰撞和目标不可达问题;采用柯西概率分布,根据末端点与障碍物的距离来改变关节角步长;通过调节RRT算法的目标偏置值,产生合适临时目标点,从而解决APF法局部极小值问题.在APF法存在局部极小值情况下进行机械臂避障仿真,结果表明,自适应变步长路径规划能够生成平滑轨迹并能提高搜索效率,目标偏置RRT选取临时目标点后整体路径长度变短.捡拾机械手在该改进算法下能够有效实现避障拾取任务需求.
Obstacle Avoidance Planning of Manipulator Joints Based on an Improved Artificial Potential Field Method

Pickup robotArtificial potential field methodAdaptive variable step sizeRapidly-ex-ploring random treeObstacle avoidance planning

岳旭、周海波、邵艳朋、卢率、许旺蓓、邓誉鑫

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天津理工大学机电工程国家级实验教学示范中心,天津 300384

天津理工大学天津市先进机电系统设计与智能控制重点实验室,天津 300384

捡拾机械臂 人工势场法 自适应变步长 快速扩展随机树 避障规划

天津市多元投入基金重点项目天津市自然科学基金重点项目天津市研究生科研创新项目

21JCZDJC0087017JCZDJC304002021YJSS094

2023

10.16578/j.issn.1004.2539.2023.10.004

机械传动
郑州机械研究所 中国机械通用零部件工业会齿轮分会 中国机械工程学会

机械传动

CSTPCD北大核心
影响因子：0.534
ISSN：1004-2539
年,卷(期)：2023.47(10)
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