基于危险指数最小化的机器人安全运动规划

来源：机械工程学报杂志2015年第9期北京时间：

作者：吴海彬, 彭爱泉, 何素梅

单位：福州大学机械工程及自动化学院

摘要：为防止机器人在运动过程中与人相撞，提高机器人运动的安全性，提出一种基于危险指数最小化的机器人安全运动规划方法。该运动规划方法把机器人的运动分为全局安全路径规划、在线实时安全轨迹规划、实时避碰控制和目标再搜索等四个阶段。基于人机之间的距离、机器人惯量、人机之间相对运动速度等因素，对每一阶段进行危险程度的评估，得到危险指数，以危险指数最小化为目标规划各阶段机器人的运动。建立三自由度机器人与人共处数学模型，并在Matlab下对不同阶段的运动规划进行仿真。为了进一步验证算法有效性，搭建了工业机器人安全运动规划试验平台，实现了基于危险指数最小化的安全避碰。仿真与试验结果表明，基于危险指数最小化的机器人安全运动规划，可以有效确保人在机器人工作环境中的安全性。

关键词：安全运动规划,机器人安全性,目标再搜索,实时避碰控制,危险指数；

基金资助：国家自然科学基金(51175084)和福建省高等学校新世纪优秀人才支持计划(JA13023)资助项目