超冗余度机械臂的路径安全性优化研究

《超冗余度机械臂的路径安全性优化研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、万方数据第37卷第5期上海交通大学学报V。l37Nt“2000年5月jOURNAl，0FSHANGljAlj1AoTONGUNlVERSlTYMay2叭’3===================；=====一==L—=========================；；========—==========================2；2—=================一===一文章编号：1006—2467(2003)0507lO-05超冗余度机械臂的路径安全性优化研究王建滨1，马培荪1，徐军1，郝颖明2(1．上海交通大学机械与动力

2、1‘程学院．上海200030；2．中国科学院沈阳自动化研究所机器人学重点实验室，沈阳l100lj)摘要：提出了一个对超冗余度机械臂路径规划进行安全性优化的新方法．采用一般随机路标法得到一个表示机械臂住形空间结构信息的路标，计算机械臂在各个位形下与障碍物之间的最小距离．并把此信息加到随机路标法所求的路标上，从而把路标转化为网格结构．基于此网络。给出了一个对路径进行安全性优化的数学模型，利用其对超冗余度机械臂进行路径规划．仿真结果表明．相对于一般随机路标法所建模型规划的路径安全性大大提高．关键词：随机路标法；超冗余度机械臂；路径规划；图论；Di；

3、ksIra算法中图分类号：TP242．6文献标识码：APlanningSafeOptimalPathfOrHyperRedundantManipuIatorwANGJtnn萌t11．MAPPi—sH，r，XU。

4、HnlHAOYtngmtn矿(1．Scho。lofMechanicalE“g．，Sha“ghaiJla。t。“gUniv．。Shanghai200030，China；2．R。b。ticsI。ab．，Shenya“gInst．ofAutomation，ChinescAcadcmyofSciences．Shenyang1j001j)Abs

5、fract：Thispaperpf(Jp。sedanovelapproachforplannmg111esakmotionofhyperredundantmanlpuIa—l。r．Flrst，aroadmapwhichrepresentstheconfiguration8paceoffhcnlanipulatorisconstructedbypr()babl“s“croadmapmethod(PRIvI)．Then，1heinformationw11ichdenotesthPmlnimumdistancebetweennla】lipulalo

6、randobstaclesisappended。ntheedgesoftheroadmap，thereby．theroadnl。pwhoscHtn】rtLlrP1sundlrectedgraphtransformsintonetwork．HasedonthPnetwork，thepa畔rpruposedamathematicaInlod—elforoptimizi“gt}lesafemotionofn】anipulaI。r．ThPsi『nulationresultshowsthat仆leappr。achg。11(r，llcHsignmrant

7、lythesafermotioncomparedt。thalgeneratedt11roughthcgeneralPRM，whichpr。vesthatthe’naIhenlaIicalnl。delisc。rrectandtheapproachlsfeasible．Keywords：probab订isticr。admapmethod；hyperredundantmanipulator；pathplanni“g；graphIh。ry；DIjkstraalgo“t11m机器人路径规划问题的研究已有较长历史，从实际应用上，研究人员提出了路标法(ro

8、admap)、单元分解法(celldecompositi。n)、人工势场法(arclf卜(iaIpot㈨tlalfield)等方法⋯；而理论研究结果表收稿日期基盒项目作者简介2002一O^一24中尉科学院沈阳自动化研究所机器人学重点实验室基金资助项目(RL200105)工建滨(1972)．男．蜜徽宿县人．博士生，主要从事机器人l『L构、运动规划、拄制及数控系统等片面的研究明，机器人的路径规划问题是属于PsPAcE类JU题，路径规划完整算法的复杂度与机器人的自由度数成指数关系，与机器人和环境的几何复杂度成多项式关系n’，这就造成目前已有的规划器

9、仅能解决低自由度的机器人路径规划问题．为了解决超』C余度一类的多自由度机械臂“路径规划问题，Kavrak，等“o提出了路径规划的随机路标法．由于随机路标法具有易实现