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基于改进RRT的协作机器人避障路径规划研究
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作者 刘哲 何俊杰 +1 位作者 王天琪 王志刚 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2025年第11期38-42,48,共6页
为了提升协作机器人在复杂多障碍环境中的避障路径规划效率和成功率,通过几何包络法构建了碰撞检测模型,并提出了一种基于扩展动作选择策略融合优化目标偏置策略的改进RRT算法。在传统RRT算法基础上设置一个目标偏置阈值,通过概率值P与... 为了提升协作机器人在复杂多障碍环境中的避障路径规划效率和成功率,通过几何包络法构建了碰撞检测模型,并提出了一种基于扩展动作选择策略融合优化目标偏置策略的改进RRT算法。在传统RRT算法基础上设置一个目标偏置阈值,通过概率值P与阈值大小对比,选择扩展动作,同时为解决局部最优问题引入优化目标偏置策略,通过将X′_(goal)和X_(rand)的矢量合成,确定最终的扩展方向;结合自适应步长,减少搜索时间,提高效率;对冗余节点进行删除,并采用三次B样条插值优化,提高协作机器人轨迹的柔顺性。通过与传统RRT和RRT^(*)算法进行仿真对比,发现路径长度和搜索时间均有显著下降。仿真结果显示,协作机器人在复杂的多障碍环境中表现出较强的适应性,路径搜索的成功率优于传统算法,同时与RRT算法相比,平均路径搜索时间显著缩短,从而提高了算法的效率和成功率。 展开更多
关键词 协作机器人 避障路径规划 优化目标偏置策略 RRT算法
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基于激光SLAM的物流分拣机器人自主导航研究 被引量:5
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作者 王力锋 刘抗英 +1 位作者 姚源果 周万洋 《激光杂志》 CAS 北大核心 2024年第5期236-240,共5页
物流分拣机器人工作环境的障碍物多,为此提出基于激光SLAM的物流分拣机器人自主导航研究方法。利用激光SLAM确定机器人工作环境中障碍物的分布情况;将目标偏置策略加入到RRT*算法中,通过设置固定概率和变概率的目标偏置策略,在遍历目标... 物流分拣机器人工作环境的障碍物多,为此提出基于激光SLAM的物流分拣机器人自主导航研究方法。利用激光SLAM确定机器人工作环境中障碍物的分布情况;将目标偏置策略加入到RRT*算法中,通过设置固定概率和变概率的目标偏置策略,在遍历目标点时使路径节点更具导向性,更好地避免机器人与障碍物发生碰撞,再利用搜索随机树搜索其中的最短路径。对比实验表明:与常规方法相比,该方法可在起始点与目标点之间指导机器人按照最短路径行进,导航过程花费时间较短,使机器人自主导航的出错率和能耗均在5%左右。 展开更多
关键词 激光同步定位与地图构建 机器人自主导航 G-RRT*算法 目标偏置策略 随机树
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基于改进RRT^(*)算法的机械臂路径规划 被引量:11
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作者 李剑光 刘椿鹏 +1 位作者 周梓燚 孙旭祥 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2022年第3期9-12,共4页
针对传统的RRT算法在串联机械臂的路径规划中缺乏方向性,占用CPU的资源过多,效率较低,路径规划不平滑等问题,对传统的RRT算法进行了改进,在不增加RRT算法初始路径节点数的前提下,增加了目标偏置策略,增加了随机树向目标点扩展的概率;其... 针对传统的RRT算法在串联机械臂的路径规划中缺乏方向性,占用CPU的资源过多,效率较低,路径规划不平滑等问题,对传统的RRT算法进行了改进,在不增加RRT算法初始路径节点数的前提下,增加了目标偏置策略,增加了随机树向目标点扩展的概率;其次,通过多次偏差迭代的方法优化路径节点的位置,不增加原有路径节点数量的情况下,实现RRT*算法的二次路径平滑优化,将改进的算法在MATLAB中进行仿真实验,实验结果表明改进后的RRT*算法路径规划所用的时间短,规划的路径更加优化,平滑度更好。 展开更多
关键词 串联机械臂 RRT算法 路径规划 目标偏置策略 偏差迭代
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基于改进RRT结合B样条的机械臂运动规划方法 被引量:22
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作者 李扬 张蕾 +2 位作者 李鹏飞 王晓华 王文杰 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2023年第1期254-263,共10页
为解决传统快速拓展随机树(RRT)算法的随机性强,导向性差,规划时间长及寻迹平滑度差等问题,提出一种基于目标偏置策略结合自适应可变步长的改进型RRT算法(PAVS-RRT)。首先,在传统RRT算法基础上设置一个目标偏置阈值,同时引入局部扩展机... 为解决传统快速拓展随机树(RRT)算法的随机性强,导向性差,规划时间长及寻迹平滑度差等问题,提出一种基于目标偏置策略结合自适应可变步长的改进型RRT算法(PAVS-RRT)。首先,在传统RRT算法基础上设置一个目标偏置阈值,同时引入局部扩展机制避免因改变采样结构而造成的局部最优问题;其次,结合自适应步长策略优化其搜索时间;最后,采用三次B样条函数对所规划路径进行拟合优化。仿真实验中所提算法在保证机械臂成功避障且顺利抵达目标位置的同时,其各关节参数均波动较小且未发生突变,有效降低了机械臂在运动规划过程中的抖振情况。实验结果表明,所提算法较基本算法其平均路径搜索时间提高了73.49%,算法搜索效率及平滑性得到显著改善。 展开更多
关键词 工业机械臂 运动规划 快速拓展随机树算法 目标偏置策略 自适应可变步长 三次B样条
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基于G-RRT^(*)算法的煤矸石分拣机器人路径规划 被引量:16
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作者 朱子祺 李创业 代伟 《工矿自动化》 北大核心 2022年第3期55-62,共8页
由于煤矸石分拣环境复杂,为了避免机器人与障碍物发生碰撞,提高分拣效率,对机器人进行路径规划十分必要。分析了煤矸石分拣系统原理,将煤矸石分拣机器人路径规划问题归结为在障碍物环境下规划出一条从给定起点到目标点的无碰撞路径,且... 由于煤矸石分拣环境复杂,为了避免机器人与障碍物发生碰撞,提高分拣效率,对机器人进行路径规划十分必要。分析了煤矸石分拣系统原理,将煤矸石分拣机器人路径规划问题归结为在障碍物环境下规划出一条从给定起点到目标点的无碰撞路径,且需同时满足速度快、避免与障碍物碰撞2个约束条件。结合笛卡尔空间和关节空间的优点,提出一种在关节空间进行路径规划、在笛卡尔空间进行碰撞检测的煤矸石分拣机器人路径规划方案,该方案不需要对机器人进行运动学求逆,且可避免在关节空间中描述障碍物。针对RRT^(*)路径规划算法存在盲目性的问题,提出一种变概率的目标偏置策略,并将其引入RRT^(*)算法,得到G-RRT^(*)算法。变概率的目标偏置策略在无障碍物区域增大目标偏置概率值,以增强算法的目标导向性;而在障碍物区域减小目标偏置概率值,以保证算法的避障能力。G-RRT^(*)算法将变概率的目标偏置策略与RRT^(*)算法相结合,既保留了RRT^(*)算法路径长度渐进最优的特点,也提高了算法的目标导向性,可极大地提高路径规划效率。实验结果表明,与加入固定概率目标偏置策略的RRT-Connect算法和RRT算法相比,采用G-RRT^(*)算法得到的路径长度平均值最小,说明G-RRT^(*)算法更适用于煤矸石分拣机器人路径规划。 展开更多
关键词 煤矸石分拣 机器人 路径规划 快速扩展随机树 变概率的目标偏置策略 G-RRT^(*)算法
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