一种改进RRT^*结合四次样条的协调路径规划方法

作     者：余敏 罗建军 王明明 高登巍 Yu Min;Luo Jianjun;Wang Mingming;Gao Dengwei

作者机构：西北工业大学深圳研究院广东深圳518057 西北工业大学航天学院西安710072 

基　　金：深圳市科技研发资金(JCYJ20190806154412671) 国家自然科学基金(61973256,61690211) 西北工业大学博士论文创新基金(CX202019)资助项目 

出 版 物：《力学学报》 (Chinese Journal of Theoretical and Applied Mechanics)

年 卷 期：2020年第52卷第4期

页      码：1024-1034页

摘      要：针对空间机器人抓捕空间非合作目标的在轨服务任务,同时考虑机器人运动学约束和动力学约束,提出一种分层式的自由漂浮双臂空间机器人协调路径规划方法.首先,在路径规划层面上基于RRT*算法分别规划双臂末端执行器在笛卡尔空间下的初始可行路径,为双臂设置独立的采样空间,保证路径规划过程中双臂系统不发生自身碰撞.然后,在轨迹规划层面上利用四次样条曲线平滑RRT*算法生成的初始路径,设计满足样条曲线的一阶、二阶及三阶微分连续约束,同时考虑机械臂末端执行器的初末速度约束条件、初始加速度约束条件,得到适合于空间机器人执行的动力学可行的平滑轨迹.最后,计算所规划路径的最大速度、最大加速度与机械臂末端执行器物理极限值的比值,取最小上限,即为最少路径规划时间.所提路径规划方法能够设计出满足特定路径点约束的协调路径,且所设计的路径考虑了机械臂的物理限制条件,通过对自由漂浮双臂空间机器人进行仿真试验,验证了所提路径规划算法的有效性.

主 题 词：双臂空间机器人 路径规划 快速搜索随机树 四次样条 

学科分类：08[工学] 081105[081105] 0811[工学-水利类] 

核心收录：

D　O　I：10.6052/0459-1879-20-074

馆 藏 号：203954128...