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福建农林大学学报(自然科学版)2025年第02期:基于改进Informed RRT~*算法的大棚采摘机械臂路径规划

来源:期刊VIP网 时间:


作者:郑泽斌;郑书河;翁武雄;林添良;郭雷;

单位:福建农林大学机电工程学院;福建省现代农业装备高校工程研究中心;福建省移动机械绿色智能驱动与传动重点实验室;

摘要:【目的】提出一种机械臂路径规划算法,以解决多自由度机械臂在大棚采摘作业中路径规划速度慢、路径成本高等问题,为采摘机械臂高效作业提供依据。【方法】基于Informed RRT~*机械臂路径规划算法,引入自适应目标偏置策略,结合贪婪思想的双向非优化路径搜索方式,增加动态概率节点拒绝策略。提出一种动态拒绝的知情RRT~*贪婪连接算法(dynamic rejection informed RRT~* greedy connect algorithm, DR-IRRT~*-GC),并通过Matlab多障碍物场景、ROS(机器人操作系统,robot operating system)机械臂场景的仿真对比试验进行验证。【结果】DR-IRRT~*-GC算法在路径规划的过程中具有运行速度快、路径成本低、路径规划成功率高等优势。与Informed RRT~*算法相比,DR-IRRT~*-GC算法在首次路径搜索用时上缩短了97.36%,路径规划成功率提高了283.33%。【结论】DR-IRRT~*-GC算法具有较强的实用性。

关键词:采摘机械臂;;路径规划;;改进Informed RRT~*算法;;贪婪思想;;动态概率

基金资助:福建省科技厅引导性项目(2022N0009);; 福建省移动机械绿色智能驱动与传动重点实验室开放基金课题项目(GIDT-2023XX);; 福建农林大学茶全产业链创新与服务体系建设项目(K1520005A05)