基于改进Informed-RRT^(*)的机械臂抓取运动规划

作     者：殷雄 陈炎 郭文豪 杨子辰 陈汉歆 廖安 姚道金 YIN Xiong;CHEN Yan;GUO Wenhao;YANG Zichen;CHEN Hanxin;LIAO An;YAO Daojin

作者机构：华东交通大学电气与自动化工程学院南昌330013 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(52365003,52165069,52367015) 江西省自然科学基金资助项目(20232BAB214045,20224BAB214051,20224BAB204051,20232BAB214064) 江西省重点学科学术技术带头人培养计划资助项目(20232BCJ23027) 江西省重点研发计划资助项目(20212BBE51010) 江西省研究生创新专项资金资助项目(YC2023-S468,YC2024-S428) 

出 版 物：《工程科学学报》 (Chinese Journal of Engineering)

年 卷 期：2025年第47卷第1期

页      码：113-120页

摘      要：为提高工业机械臂对目标物体抓取及对障碍物躲避的效率和成功率,提出一种基于改进抓取信息引导的快速随机树星(GI-RRT^(*))的机械臂路径规划算法.首先,预先设定最大迭代次数和自适应函数,缩短机械臂运动轨迹生成时间,增强采样导向性和质量;其次,基于椭圆形子集直接采样,对采样点位置进行约束,提高采样效率;最后,采用贪心算法删除机械臂运动轨迹的冗余点,并使用三次B样条曲线平滑约束机械臂运动轨迹,提高机械臂运动轨迹的柔顺性.利用生成残差卷积神经网络模型预测,输入深度相机采集的彩色图像和深度图像,输出视场中物体的适当映射抓取位姿.为验证机械臂的抓取效果,选择三指气动柔性夹爪,设计柔性抓取模块,并结合法奥(FR3)协作机械臂构建自主抓取系统,进行二维地图仿真和机械臂样机实验.结果表明,与传统的信息引导的快速随机树星算法相比,GI-RRT^(*)算法运动轨迹长度缩短10.11%,轨迹生成时间缩短62.68%.同时,算法具有较强的鲁棒性.机械臂能独立地避开障碍物、抓取目标物体,满足其自主抓取的需求.

主 题 词：柔性夹爪 机械臂 运动规划 信息引导的快速随机树星算法 神经网络 

学科分类：080503[080503] 08[工学] 0805[工学-能源动力学] 0802[工学-机械学] 080201[080201] 

核心收录：

D　O　I：10.13374/j.issn2095-9389.2024.04.07.001

馆 藏 号：203155710...