一种混联码垛机器人智能避障轨迹规划与仿真.pdf

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1、第30卷第7期计算机仿真2013年7月文章编号：1006～9348(2013)07—0326一oj一种混联码垛机器人智能避障轨迹规划与仿真邹玉静1，闵华松1，陈友东2(1．武汉科技大学计算机科学与技术学院，湖北武汉430065；2．北京航空航天大学机械学院，北京100191)摘要：由于码垛机器人应用环境复杂、不确定条件多等诸多问题，针对现有的避障轨迹规划算法存在的划分空间上的繁琐情况，提出了一种智能避障轨迹规划算法，包括障碍物信息提取和避障轨迹设计，最大程度降低障碍物信息与轨迹设计部分的耦合度，达到减少动态空间下频繁划分空间的目的。最后在

2、OPENGL软件上研发的三维仿真平台上进行运动学仿真与验证。仿真结果表明，改进算法规划出的轨迹能有效避开障碍物且轨迹符合预期的要求，充分验证了轨迹规划算法的可行性和有效性。关键词：码垛机器人；轨迹规划；避障中图分类号：TP242文献标识码：BIntelligentObstacleAvoidanceTrajectoryPlanningandSimulationofHybridPalletizingRobotZOUYu-jin91，MINHua—son91，CHENYou—don92(1．SchoolofComputerScienceandT

3、echnology，WuhanUniversityofScienceandTechnology，WuhanHubei430065，China；2．SchoolofMechatronics，BeihangUniversity，Beijing100191，China)ABSTRACT：Aimingatthecomplicatedenvironmentanduncertaintiesinpalletizingrobotapplications，anintelligentobstacleavoidancetrajectoryplanningalg

4、orithmwasproposedduetotheonerousconditionsonspacedividingofthecurrentobstacleavoidancetrajectoryplanningalgorithm．Inordertoachievethepurposeofreducingdynamicspacefrequentlydividethespace，thealgorithmconsistsoftheobstacleinformationextractionandobstacleavoidancetrajee-tory

5、designtominimizecouplingdegreeoftheobstacleinformationandtrackdesign．Finally，thekinematicssimula-tionwascomplementedinthesimulationenvironmentindependentlydevelopedbasedonOPENGL3D．Thesimulationresultsshowthatthetrajectoryplannedbythetrajectoryplanningalgorithmcaneffective

6、lyavoidobstacles，meettheexpectedrequirements，andfullyverifythefeasibilityandvalidityofthetrajectoryplanningalgorithm．KEYWORDS：Palletizingrobot；Trajectoryplanning；Obstacleavoidance1引言提高码垛机器人的码垛效率能给生产实践带来很大的经济效益，而机器人轨迹规划是提高码垛效率的关键环节。轨迹规划是根据作业任务的要求，计算出预期的运动轨迹。为保证码垛机器人能够最大速度和

7、最安全的方式进行码垛，需要对码垛过程进行路径规划。许多应用于码垛作业的方法不涉及避障的问题，它们假设托盘和抓取点之间是空旷的⋯，仅仅以产生快速的运动为唯一目标。而码垛机器人工作环境复杂，存在一机多垛、多基金项目：高档数控机床及其基础制造装备科技重大专项(2011ZX04002—151)和国家高技术研究发展计划(863计划2011AA04A104)收稿日期：2012～11一07．．．——326．---——机协调工作等模式，已码放的垛会动态成为新的障碍物，轨迹规划过程中智能判断障碍物显得尤为重要。在实际应用中，根据抓手可能达到的最高点的位置划

8、分，抓手轨迹有三种基本运行方式，文献[2]中对三种运行方式进行了性能分析，但是对于有障碍物的情况未进行说明。文献[3]中针对工作现场作业要求，对码垛机器人进行轨迹规划并验证了运动轨迹的正确性，