制造业自动化2024,Vol.46Issue(10) :83-90.DOI:10.3969/j.issn.1009-0134.2024.10.011

三级改进A*算法融合碰撞预测的角钢攀爬机器人路径规划

Three-Level Improved A* Algorithm Fused with Collision Prediction for Path Planning of Angle Climbing Robot

李振 刘志东 王青云 魏志民 王丽杰
制造业自动化2024,Vol.46Issue(10) :83-90.DOI:10.3969/j.issn.1009-0134.2024.10.011

三级改进A*算法融合碰撞预测的角钢攀爬机器人路径规划

Three-Level Improved A* Algorithm Fused with Collision Prediction for Path Planning of Angle Climbing Robot

李振 1刘志东 2王青云 2魏志民 2王丽杰2
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作者信息

  • 1. 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;天津理工大学 机电工程国家级实验教学示范中心,天津 300384
  • 2. 天津中德应用技术大学 汽车与轨道交通学院,天津 300350
  • 折叠

摘要

针对角钢塔作业机器人攀爬路径障碍多、运动效率低等问题,提出一种融合碰撞预测的三级改进A*算法.首先,采用轴对齐包围盒碰撞检测算法,建立机器人夹爪和塔上障碍的避碰关系.然后,通过优化A*算法的访问时间阈值和构建威胁函数进行自适应步长调整两种方式,提高算法运行效率;进而,在原有启发函数中引入碰撞威胁代价函数,避免机器人在攀爬过程中夹爪与角钢塔路径障碍发生碰撞;最终,三级改进A*算法可实现运行时间减少12%以上、循环次数降低30%以上.在ROS和MATLAB联合仿真下,对比分析局部夹持点和全局夹持点序列,仿真结果表明,该算法可实现机器人的高效越障攀爬运动.

关键词

角钢塔/攀爬机器人/碰撞检测/改进A*算法/运动规划

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基金项目

天津市教委科研计划(2020KJ085)

出版年

2024
制造业自动化
北京机械工业自动化研究所

制造业自动化

CSTPCD
影响因子:0.482
ISSN:1009-0134
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