改进人工势场法的机械手关节空间避障规划

作者：岳旭; 周海波; 邵艳朋; 卢率; 许旺蓓; 邓誉鑫

来源：机械传动, 2023, 47(10): 23-30.

DOI：10.16578/j.issn.1004.2539.2023.10.004

• 捡拾机械臂
• 人工势场法
• 自适应变步长
• 快速扩展随机树
• 避障规划

针对人工势场（Artificial Potential Field,APF）法对机械手进行路径规划时存在的问题，提出了关节空间APF自适应变步长和目标偏置的快速扩展随机树（Rapidly-exploring Random Tree,RRT）相结合的方法。在关节空间中进行APF法路径规划，减少逆向运动学次数和关节角突变；通过改进斥力和引力势场函数，解决APF法中碰撞和目标不可达问题；采用柯西概率分布，根据末端点与障碍物的距离来改变关节角步长；通过调节RRT算法的目标偏置值，产生合适临时目标点，从而解决APF法局部极小值问题。在APF法存在局部极小值情况下进行机械臂避障仿真，结果表明，自适应变步长路径规划能够生成平滑轨迹并能提高搜索效率，目标偏置RRT选取临时目标点后整体路径长度变短。捡拾机械手在该改进算法下能够有效实现避障拾取任务需求。

• 出版日期2023
• 单位天津理工大学