不确定采摘环境下改进RRT算法的机械臂路径规划研究

来源：中国农机化学报杂志2024年第4期北京时间：

作者：李晓娟, 陈涛, 韩睿春, 刘建璇

摘要：由于果蔬采摘环境的不确定性和复杂性，机械臂在复杂环境中完成采摘，其路径规划需考虑实时避障。为实现采摘机械臂在不确定环境下安全采摘，提出一种改进RRT的动态避障算法，以提升机械臂在不确定采摘环境的适应性。针对基本快速扩展随机树算法 (Rapidlyexploring Random Trees，RRT) 在动态环境下迭代时间长、路径长、适应性差等问题，在RRT算法的基础上，引入目标导向策略，把终点以一定概率作为随机采样点的采样方向，提高算法的迭代效率；引入动态检测机制，对已完成规划的初始路径进行实时检测，使算法适应动态变化的环境。通过仿真分析改进RRT算法，结果表明：改进RRT算法的路径减少16%，迭代时间缩短86.5%；同时，动态检测机制使算法适应动态环境。

关键词：果蔬采摘,机械臂,快速扩展随机树,动态避障,目标导向,动态检测,路径规划

基金资助：国家自然科学基金(52265003)；机械制造系统工程国家重点实验室开放课题基金项目