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机械传动2024年第11期:基于改进A*算法和可操作度的移动机械臂运动规划研究

来源:期刊VIP网 时间:


作者:曹毅;朱柏宇;顾超;赵治华;郭银辉;

单位:河南工业大学机电工程学院;

摘要:针对移动机械臂在室内环境下规划时间长、取放运动可操作性差等问题,提出了改进常规A*算法,以机械臂可操作度值作为评价标准,确定最佳停靠位置并进行系统运动规划的方法。首先,在常规A*算法的基础上,将8个搜索方向简化为5个,以提高搜索效率;同时,设计了一种新的启发式搜索函数,将Floyd算法引入到A*算法中,增加路径的平滑度。仿真结果显示,改进后的A*算法相比常规A*算法运行时间缩短59.1%,路径长度减少3.5%,搜索节点数减少41.6%。其次,根据机械臂的可达工作空间与雅可比矩阵,评估移动机械臂在待取放目标物体附近不同位置下的可操作度值,优化停靠位置,从而提高取放运动的可操作性。最后,采用由DIY机械臂和Turtlebot2移动机器人组成的移动机械臂系统,在室内环境中完成了运动规划综合实验,验证了所提方法的有效性和可靠性。

关键词:移动机械臂;;改进A*算法;;最佳停靠位置;;机械臂可操作度;;避障运动规划

基金资助:河南省国际科技合作重点项目计划(232102520002);; 河南省重点研发专项(221111220300);; 河南省创新科技人员队伍建设项目(114100510015)