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基于ABSS-ARRT*算法的焊接机械臂避障路径规划研究
1
作者
宋燕利
张舒磊
+4 位作者
宋康
王旭初
刘煜键
苏建军
杨林
《精密成形工程》
北大核心
2024年第11期168-177,共10页
目的针对RRT*算法(Rapid-exploration RandomTree*)在机械臂避障路径规划中存在的搜索效率低、采样点质量差,算法整体效率低、收敛较慢等缺点,提出一种自适应偏置-步长-采样域策略及融合人工势场法的ABSS-ARRT*算法(Adaptive Bias-step-...
目的针对RRT*算法(Rapid-exploration RandomTree*)在机械臂避障路径规划中存在的搜索效率低、采样点质量差,算法整体效率低、收敛较慢等缺点,提出一种自适应偏置-步长-采样域策略及融合人工势场法的ABSS-ARRT*算法(Adaptive Bias-step-Sampling Domain and Improved Artificial Potential Field RRT*)。方法在RRT*算法中融入自适应目标偏置采样策略和动态采样域策略,提出一种融合人工势场法(Artificial PotentialField,APF)思想的改进新节点生成策略,引入引力和斥力权重系数,同时采用自适应步长策略,使算法的性能得到提升。结果通过二维和三维地图中的验证,相较于RRT算法和RRT*算法,ABSS-ARRT*算法在平均迭代次数、收敛时间、路径节点数量、路径总长度及平均成功率均表现出优越性,其中二维地图中路径长度分别缩短了21.8%和3.23%,平均迭代时间分别下降了35.6%和52.0%,三维地图中路径长度分别缩短了28.9%和19.5%,平均迭代时间分别下降了75.9%和72.5%,同时在MATLAB中对改进的RRT*算法在机械臂上进行可行性验证。结论所提出的ABSS-ARRT*算法能够在复杂静态环境中为机械臂快速智能地规划出一条无碰撞高质量路径,验证了该算法的优越性和可行性。
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关键词
路径规划
RRT*算法
自适应目标偏置
动态采样域
APF新节点生成
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职称材料
用于三维空间避障的HDCS-RRT^(*)算法机械臂运动规划研究
2
作者
刘春
罗继祥
《机械科学与技术》
CSCD
北大核心
2024年第12期2105-2113,共9页
针对RRT^(*)算法应用于多自由度机械臂三维空间避障运动规划过程中存在的规划效率低、内存消耗大、规划效果不稳定等问题,提出一种启发式动态约束采样的RRT^(*)(Heuristic dynamic constrained sampling-RRT^(*),HDCS-RRT^(*))算法。制...
针对RRT^(*)算法应用于多自由度机械臂三维空间避障运动规划过程中存在的规划效率低、内存消耗大、规划效果不稳定等问题,提出一种启发式动态约束采样的RRT^(*)(Heuristic dynamic constrained sampling-RRT^(*),HDCS-RRT^(*))算法。制定启发式动态采样域策略,通过目标偏向有界性的思想,提高算法收敛速度;设计自适应节点生成机制,根据障碍物环境调节新节点的生成方式,提高算法稳定性;通过冗余点检测,进一步优化路径成本。仿真与实验结果表明,相比于RRT^(*)算法,改进后的算法规划速度更快,在狭窄区域的适应度良好,能够以低内存消耗和低时间成本生成较优的运动路径。
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关键词
运动规划
HDCS-RRT^(*)
启发式
动态采样域
自适应节点生成机制
冗余点检测
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职称材料
题名
基于ABSS-ARRT*算法的焊接机械臂避障路径规划研究
1
作者
宋燕利
张舒磊
宋康
王旭初
刘煜键
苏建军
杨林
机构
武汉理工大学现代汽车零部件技术湖北省重点实验室
武汉理工大学汽车零部件技术湖北省协同创新中心
武汉理工大学湖北省新能源与智能网联车工程技术研究中心
英国威尔士三一圣大卫大学科学与艺术学院
湖北省齐星汽车车身股份有限公司
中建三局第三建设工程有限责任公司
出处
《精密成形工程》
北大核心
2024年第11期168-177,共10页
基金
湖北省重点研发专项(2023BAB202)
湖北省“楚天英才计划”科技创新团队
+3 种基金
广西科技重大专项(2023AA04007)
教育部创新团队发展计划(IRT_17R83)
新能源汽车科学与关键技术学科创新引智基地项目(B17034)
中央高校基本科研业务费专项资金(WUT:2023III00JL)。
文摘
目的针对RRT*算法(Rapid-exploration RandomTree*)在机械臂避障路径规划中存在的搜索效率低、采样点质量差,算法整体效率低、收敛较慢等缺点,提出一种自适应偏置-步长-采样域策略及融合人工势场法的ABSS-ARRT*算法(Adaptive Bias-step-Sampling Domain and Improved Artificial Potential Field RRT*)。方法在RRT*算法中融入自适应目标偏置采样策略和动态采样域策略,提出一种融合人工势场法(Artificial PotentialField,APF)思想的改进新节点生成策略,引入引力和斥力权重系数,同时采用自适应步长策略,使算法的性能得到提升。结果通过二维和三维地图中的验证,相较于RRT算法和RRT*算法,ABSS-ARRT*算法在平均迭代次数、收敛时间、路径节点数量、路径总长度及平均成功率均表现出优越性,其中二维地图中路径长度分别缩短了21.8%和3.23%,平均迭代时间分别下降了35.6%和52.0%,三维地图中路径长度分别缩短了28.9%和19.5%,平均迭代时间分别下降了75.9%和72.5%,同时在MATLAB中对改进的RRT*算法在机械臂上进行可行性验证。结论所提出的ABSS-ARRT*算法能够在复杂静态环境中为机械臂快速智能地规划出一条无碰撞高质量路径,验证了该算法的优越性和可行性。
关键词
路径规划
RRT*算法
自适应目标偏置
动态采样域
APF新节点生成
Keywords
path planning
RRT*algorithm
adaptive target bias
dynamic sampling domains
APF new node generation
分类号
TP241.2 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
TP18 [自动化与计算机技术—控制理论与控制工程]
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职称材料
题名
用于三维空间避障的HDCS-RRT^(*)算法机械臂运动规划研究
2
作者
刘春
罗继祥
机构
湖北工业大学计算机学院
出处
《机械科学与技术》
CSCD
北大核心
2024年第12期2105-2113,共9页
基金
国家自然科学基金项目(61902116)。
文摘
针对RRT^(*)算法应用于多自由度机械臂三维空间避障运动规划过程中存在的规划效率低、内存消耗大、规划效果不稳定等问题,提出一种启发式动态约束采样的RRT^(*)(Heuristic dynamic constrained sampling-RRT^(*),HDCS-RRT^(*))算法。制定启发式动态采样域策略,通过目标偏向有界性的思想,提高算法收敛速度;设计自适应节点生成机制,根据障碍物环境调节新节点的生成方式,提高算法稳定性;通过冗余点检测,进一步优化路径成本。仿真与实验结果表明,相比于RRT^(*)算法,改进后的算法规划速度更快,在狭窄区域的适应度良好,能够以低内存消耗和低时间成本生成较优的运动路径。
关键词
运动规划
HDCS-RRT^(*)
启发式
动态采样域
自适应节点生成机制
冗余点检测
Keywords
motion planning
HDCS-RRT^(*)
heuristic dynamic sampling domain
adaptive node generation mechanism
redundant point detection
分类号
TP242.2 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于ABSS-ARRT*算法的焊接机械臂避障路径规划研究
宋燕利
张舒磊
宋康
王旭初
刘煜键
苏建军
杨林
《精密成形工程》
北大核心
2024
0
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职称材料
2
用于三维空间避障的HDCS-RRT^(*)算法机械臂运动规划研究
刘春
罗继祥
《机械科学与技术》
CSCD
北大核心
2024
0
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职称材料
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