基于US-FMT*算法的机械臂路径规划

来源：电子测量技术杂志2025年第4期北京时间：

作者：孙栋栋，陈丹，徐哲壮，章汉林

单位：1.福州大学电气工程与自动化学院 福州 350108; 2.福州大学梅努斯国际工程学院 福州 350108

摘要：针对FMT*算法在机械臂路径规划中搜索效率较低，以及在采样点较少时易规划失败的问题，本文提出了一种基于均匀采样的US-FMT*算法以提高规划成功率和搜索效率。该算法首先采用全局工作空间均匀划分的方式生成随机采样点，增强了算法在低采样点条件下的性能；随后结合邻节点寻优导向策略，减少规划过程中的冗余节点探索；最后采用节点重连策略优化路径质量。在二维和三维仿真环境中对算法进行实验分析，并在ABB IRB 1200-0.7/7 kg机械臂上进行路径规划实验。在三维路径规划仿真环境中，US-FMT*算法与FMT*算法相比，时间代价减少了约49.7%，路径代价降低了约16.6%，结果表明US-FMT*算法能够有效提高机械臂路径规划的规划成功率，提供优良的路径质量和较低的计算代价，为机械臂运动规划提供一种高效的解决方案。

关键词：快速行进树;均匀随机采样;邻节点寻优;节点重连;路径规划

基金资助：国家自然科学基金（61973085）、福建省自然科学基金（2022J01114）项目资助