一种基于自适应拓展采样的机械臂路径规划方法及系统技术方案

技术编号:44243395 阅读:15 留言:0更新日期:2025-02-11 13:42
一种基于自适应拓展采样的机械臂路径规划方法及系统,属于路径规划技术领域,解决现有技术下对机械臂路径规划时,存在采样区域过于随机、拓展步长选择不合适,导致采样速率慢、收敛速度慢、初始路径质量差的问题;本发明专利技术提供的自适应拓展采样策略,在F‑RRT*优化算法的基础上,通过引入目标偏置力来修正随机树的生长方向,使其偏向目标点,对拐点进行优化,使生成的路径更加平滑,通过引入了目标点重力偏差的概念,根据环境中障碍物复杂度自适应拓展策略,并以动态步长进行拓展,提高了轨迹的稳定性和精度,减小了生成的路径长度、采样次数和收敛时间。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于路径规划,涉及一种基于自适应拓展采样的机械臂路径规划方法及系统


技术介绍

1、随着机械臂技术的不断进步和广泛应用,机械臂面临的工作环境和任务正变得日益多样化和复杂化。特别是在人口老龄化背景下,机械臂成为替代劳动力的重要组成部分,在经济生产中扮演关键角色。在此背景下,路径规划与轨迹优化已成为机械臂领域的研究热点。通过优化机械臂的路径和轨迹,使其能够在未知、复杂的工作环境中能够高效、稳定地运行,从而提高工作效率,降低成本,推动经济生产和发展。

2、路径规划的目标是在给定的工作空间中,为机械臂从起点到目标点寻找到一条安全、高效、无碰撞的路径。现有的路径规划算法主要分为三类:(1)基于栅格搜索的a*和dijkstra算法,通过将工作空间划分为栅格网格并搜索邻近节点来找到最优路径,随着栅格分辨率的提高,这些算法可以找到最优路径,但节点数量会增加,对计算能力的要求也会增加。(2)基于智能的遗传算法和蚁群算法,使用启发式方法找到全局最优路径,相比基于栅格搜索的算法能找到更好的路径,但局部搜索能力较弱,收敛速度较慢。同时蚁群算法虽具有鲁棒性,但本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于自适应拓展采样的机械臂路径规划方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的基于自适应拓展采样的机械臂路径规划方法,其特征在于,步骤S2中所述基于自适应拓展采样策略,判断新节点的拓展方式具体为:

3.根据权利要求2所述的基于自适应拓展采样的机械臂路径规划方法,其特征在于,步骤S21中所述碰撞检测失败概率Pcfd的表达式如下:

4.根据权利要求3所述的基于自适应拓展采样的机械臂路径规划方法,其特征在于,所述随机采样策略可采用均匀采样、高斯采样、自适应采样中的一种或多种采样方法。

5.根据权利要求2所述的基于自适应拓展采...

【技术特征摘要】

1.一种基于自适应拓展采样的机械臂路径规划方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的基于自适应拓展采样的机械臂路径规划方法,其特征在于,步骤s2中所述基于自适应拓展采样策略,判断新节点的拓展方式具体为:

3.根据权利要求2所述的基于自适应拓展采样的机械臂路径规划方法,其特征在于,步骤s21中所述碰撞检测失败概率pcfd的表达式如下:

4.根据权利要求3所述的基于自适应拓展采样的机械臂路径规划方法,其特征在于,所述随机采样策略可采用均匀采样、高斯采样、自适应采样中的一种或多种采样方法。

5.根据权利要求2所述的基于自适应拓展采样的机械臂路径规划方法,其特征在于,步骤s22中所述基于目标引力偏置采样策略来修正随机树的生长方向,使其偏向目标点具体为:

6.根据权利要求5所述的基于自适应拓展采样的机械臂路径规划方法,其特征在于,步骤s224中所述变换后的目标点重力分量fg...

【专利技术属性】
技术研发人员:高荣华许劭晟
申请(专利权)人:安徽师范大学
类型:发明
国别省市:

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