基于区域行进策略的飞机油箱检查机器人路径规划算法-论文.pdf

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1、JournalofComputerApplicationsISSN10o1．90812014．08—10计算机应用，2014，34(8)：2415—2418CODENJYIIDUhttp：／／www．joca．cn文章编号：1001—9081(2014)08—2415—04doi：10．11772／j．issn．1001-9081．2014．08．2415基于区域行进策略的飞机油箱检查机器人路径规划算法牛国臣，张成巍’，李紫微(中国民航大学机器人研究所，天津300300)(通信作者电子邮箱cwzha

2、ng_cauc@163．tom)摘要：针对类似于飞机油箱环境中连续型机器人的路径规划问题，设计基于区域行进策略的路径规划算法，结合机器人本体结构约束规划到达油箱内任意给定目标点的路径。连续型机器人具有运动灵活性，但超冗余自由度导致了三维空间规划的多解性，增加了算法的复杂度。采用降低维度的方式，通过将三维空间转化为二维平面进行规划，降低了算法的时间复杂度。将飞机油箱的单舱划分为两个区域，根据目标点所处区域位置确定规划策略。最后，基于Matlab对所提算法进行仿真，实验结果验证了算法的可行性和有效性。关

3、键词：飞机油箱；连续型机器人；路径规划；降低维度；区域行进策略中图分类号：TP242：TP18文献标志码：APathplanningalgorithmbasedonregional—advancestrategyforaircraftfueltankinspectionrobotNIUGuochen．ZHANGChengwei．LIZiwei(RoboticsInstit~e，CivilAviationUniversityofChina，Tianjin300300，China)Abstract：To

4、getapathforacontinuumrobotintheenvironmentliketheaircraftfueltank，apathplanningalgorithmbasedonregional—advancestrategywasproposed．Bycombiningwiththemechanicalconstraintsoftherobot，themethodcouldensurethatarbitrarypointscanbereachedinthesinglecabin．Wit

5、htheflexibilityofmovement，butthehyper—redundant~eedomdegreeofthecontinuumrobotbringsaboutboththemultiplepathsolutionsinthree—dimensionalspaceandhightimecomplexity．Theapproachbasedondimensionreduction，whichistransformingtheplanninginthree—dimensionalspa

6、ceintothatintwo—dimensionalplane，waspresentedtoreducethecomputingcomplexity．Thesinglecabinoftheaircraftfueltankwasdividedtotworegions，andtheplanningstrategywasdeterminedbytheregionallocationofthetargetpoint．Finally，theMatlabsimulationexperimentswerecar

7、riedout，andthepracticabilityandeffectivenessoftheproposedmethodwereverified．Keywords：aircraftfueltank；continuumrobot；pathplanning；dimensionreduction；regional-advancestrategy检测算法。Choi等研制一种利用弹簧作为支架、利用绳索0引言驱动的内窥镜机器人；胡海燕等研制了采用绳索驱动肠目前，在民航机务维修中，油箱检查作业采用人工方式进

8、道内窥镜机器人，采用驱动电机外置方式，通过几何分析的方行，针对飞机油箱渗漏点的检查I2，比较有效的检查方法有法，建立了机器人运动学模型；结合肠道数学模型，采用牛顿负压法和吹气法J。然而，无论采用负压法还是吹气法，法求取关节角度。采用牛顿法计算关节角度时间复杂度大，由于油箱内部长时间浸油，即使排空后有毒气体浓度依然很推广到多关节控制困难。高。因此，人工方式检查油箱具有危险性高等特点。1999综上所述，目前针对连续型机器人的路径规划研究较少，年，Robinson等提出连续