自适应步长双向RRT算法的机械臂避障路径规划研究

来源：计算机工程与应用杂志2025年第20期北京时间：

作者：周志伟, 孟祥印, 王孜洲, 张泽鸣, 刘桓龙, 文杰

单位：1.西南交通大学 唐山研究院，河北 唐山 063000；2.西南交通大学 机械工程学院，成都 610000

摘要：针对标准RRT算法在路径规划时目标导向性差、收敛时间长、规划路径质量差等问题，提出了一种改进算法。读取地图信息，确定自适应初始步长，同时限制非障碍物空间为随机采样空间，结合双向目标偏置策略，增强采样点的目标导向性；采用自适应步长策略，栅格化待扩展节点周围空间，依据障碍物复杂程度自适应调整扩展步长，加速算法收敛；搜索完成后，对路径进行剪枝与优化，剔除冗余节点并在路径转折处创建新节点，提高路径质量。在不同的二维、三维环境中对改进算法进行仿真实验，仿真结果表明，改进算法在规划时间、路径长度、路径节点数以及算法搜索时的碰撞检测次数方面均优于标准RRT算法、GB-RRT算法与RRT-Connect算法。同时进行AUBO-i5机械臂避障实验，实验结果进一步证明了改进算法的有效性。

关键词：机械臂,路径规划,双向RRT算法,目标偏置,自适应步长