基于约束采样RRT的机械臂运动规划

来源：计算机集成制造系统杂志2022年第6期北京时间：

作者：张振, 李新宇, 董昊臻, 周林, 高亮

单位：1.华中科技大学数字制造装备与技术国家重点实验室2.航天科工智能运筹与信息安全研究院(武汉)有限公司体系设计中心

摘要：鉴于快速搜索随机树(RRT)方法进行机械臂运动规划时,存在节点利用率低、拓展导向性差、路径粗糙等问题,提出一种基于约束采样的RRT算法。改进了稀疏节点产生机制,通过减少重复性采样提高了全局搜索效率;提出动态采样域策略,根据采样情况动态调整采样区域大小来提高拓展方向的确定性,从而减少无用节点;采用贪婪策略提高节点的利用率,减少迭代次数。搜索完成后,剔除路径中的冗余节点,并用B样条曲线进行轨迹平滑,提高了轨迹质量。通过二维地图、Robotic System Toolbox仿真实验,以及机器人操作系统中的机械臂避障测试和真机实验,验证了该算法的可行性和有效性。

关键词：机械臂,运动规划,快速搜索随机树,约束采样

基金资助：国家自然科学基金资助项目(52188102);华中科技大学学术前沿青年团队资助项目(2017QYTD04)。