基于APF的绿篱修剪机器人避障应用研究

作     者：方朋朋 杨家富 施杨洋 于凌宇 FANG Peng-peng;YANG Jia-fu;SHI Yang-yang;YU Ling-yu

作者机构：南京林业大学机械电子工程学院江苏南京210037 

基　　金：国家公益性行业科研专项重大项目"森林火灾余火探测与清理机器研发"(201404402-03) 南京市科技创新项目"氢能源汽车管理系统开发与应用"(2015CG047) 江苏高校品牌专业建设工程项目(PPZY2015A062) 

出 版 物：《林业机械与木工设备》 (Forestry Machinery & Woodworking Equipment)

年 卷 期：2018年第46卷第12期

页      码：41-47页

摘      要：随着人们对美好环境的需求愈来愈高,使得环境绿化愈加重要,而绿篱是环境绿化的重要方式之一。绿篱修剪仅靠人工进行效率低,绿篱修剪机器人则可以提高工作效率,提升绿篱养护质量。绿篱修剪机器人在进行修剪作业时需要进行实时避障,避障所用的算法较多,其中的传统人工势场法(Artificial Potential Field以下简称APF)是一种被广泛应用的算法,具有计算简单快速,能实时避障的特点,但由于其存在行避障局部极小值,导致绿篱修剪机器人无法顺利到达目标位置进行修剪作业。通过对APF避障失败原因分析,在此基础上用粒子群算法对APF算法进行优化,分析所产生的障碍物是否影响绿篱修剪机器人到达目标点,找出产生影响的障碍物,在相应的障碍物位置处增加外部扰动使绿篱修剪机器人逃出局部极小值点,最低到达目标位置进行修剪作业。通过设计的仿真实验平台对改进后的算法进行仿真实验,并与传统APF仿真实验结果进行对比,验证了该算法的正确性和有效性。

主 题 词：绿篱修剪机器人 APF 避障 粒子群算法 研究 

学科分类：080202[080202] 08[工学] 0804[工学-材料学] 0802[工学-机械学] 

D　O　I：10.13279/j.cnki.fmwe.2018.0135

馆 藏 号：203416610...