【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及机械臂避障路径规划，尤其是基于改进人工势场法的冗余机械臂避障规划的方法。
技术介绍
1、机械臂避障路径规划指的是通过算法计算机械臂从一个起始点到达指定终点的无碰路径，而碰撞检测技术是机械臂避障的基础。快速、高效、准确的碰撞检测方法对机器人的路径规划和自主运动至关重要，它可以在机器人执行任务时，提供必要的保障，并确保机械臂的运动轨迹安全可靠。目前机械臂的碰撞检测技术较为成熟，一般采用包络法对机械臂和障碍物模型进行简化，常用的包络法有圆柱包络法、包围盒与包围球等。
2、在机械臂避障运动研究中，众多学者针对机械臂避障路径规划算法进行了大量的研究，这些算法可以分为三类：传统的路径规划算法、基于随机采样的路径规划算法和基于智能算法的路径规划算法。
3、传统路径规划算法都需要对环境中的障碍物进行精确的建模，在低自由度规划中可以保证算法的高效性，但在机器人自由度较多或工作环境较为复杂的情况下，会存在效率不足的问题；基于随机采样的路径规划算法无需对环境模型做过多假设具有较高的成功率，但该算法并不能确保一定会找到最优...
【技术保护点】
1.基于改进人工势场法的冗余机械臂避障规划的方法，其特征在于：所述方法首先在机械臂的关节空间中采样并进行碰撞检测，将笛卡尔空间的障碍物转化到关节空间，然后在关节空间中通过建立势能场进行路径规划；包括以下步骤；
2.根据权利要求1所述的基于改进人工势场法的冗余机械臂避障规划的方法，其特征在于：步骤一中，先在关节空间中进行采样，获得多组均匀分布的关节角qc，然后在计算软件中，先在关节空间中给定起始采样关节角，末位置采样关节角，每隔相同的步长进行关节点的采样。
3.根据权利要求1所述的基于改进人工势场法的冗余机械臂避障规划的方法，其特征在于：步骤二中...
【技术特征摘要】
1.基于改进人工势场法的冗余机械臂避障规划的方法，其特征在于：所述方法首先在机械臂的关节空间中采样并进行碰撞检测，将笛卡尔空间的障碍物转化到关节空间，然后在关节空间中通过建立势能场进行路径规划；包括以下步骤；
2.根据权利要求1所述的基于改进人工势场法的冗余机械臂避障规划的方法，其特征在于：步骤一中，先在关节空间中进行采样，获得多组均匀分布的关节角qc，然后在计算软件中，先在关节空间中给定起始采样关节角，末位置采样关节角，每隔相同的步长进行关节点的采样。
3.根据权利要求1所述的基于改进人工势场法的冗余机械臂避障规划的方法，其特征在于：步骤二中将机械臂和障碍物模型简化的方法，是利用球形包络法对障碍物模型进行简化；将机械臂与障碍物的碰撞检测转化为连杆直线段和障碍物球心点之间的位置关系，再进行判断。
4.根据权利要求1所述的基于改进人工势场法的冗余机械臂避障规划的方法，其特征在于：步骤二中通过计算笛卡尔空间中机械臂和障碍物的最短距离得出障碍构形的集合{qobs}，计算最短距离的方法为：
5.根据权利要求1所述的基于改进人工势场法的冗余机械臂避障规划的方法，其特征在于：步骤四中以目标构形qgoal和障碍构形qobs建立引力场uatt和斥力场urep，其具体方法是将障碍物转化到关节空间中得到一系列的障碍构形，这些障碍构形视同为是关节空间内的障碍物，当机械臂距离其足够近时，障碍构形对机械臂当前...
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