基于构型空间先验知识引导点的柑橘采摘机械臂运动规划

摘要：

柑橘采摘过程中机械臂有时需要深入树冠内部进行采摘,而在树冠内众多枝干往往构成一个个封闭的多边形通道,比起单个枝条的障碍物,封闭多边形障碍物更加难以避开,需要更长的时间进行规划.针对此问题,该文通过对构型空间的离线构建,分析了封闭多边形障碍物在构型空间的拓扑结构性质,根据这一性质对双向快速扩展随机树算法(RRT-connect)进行改进,提出了一种基于构型空间先验知识引导点的RRT-connect算法(informed guidance point RRT-connect,IGPRRT-connect),并将RRT-connect与IGPRRT-connect进行了并行规划编程,提高在不同环境下的适应性.通过仿真:所提出的并行算法在各种环境下规划时间均处于较低水平,以边长为30 cm与25 cm的正方形封闭通道为例,与RRT-connect相比规划时间分别缩短了51％、86％.同时进行室内避障试验,试验结果表明,使用提出的并行算法,对封闭障碍物和未封闭障碍物均有较好的避障效果,平均规划时间为1.263 s左右,成功率为91％,可为柑橘采摘机器人在不同环境下的运动规划问题提供参考.

关键词：机器人、运动规划、避障、构型空间、引导点、RRT-connect、柑橘采摘

所属期刊栏目：35

分类号：S24(农业电气化与自动化)

资助基金：重庆市重点产业共性关键技术创新专项cstc2015zdcyztzx70003;重庆市基础科学与前沿技术研究一般项目cstc2016jcyjA0444

在线出版日期：2019-06-04（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：100-108