| 基于CTB-RRT*的果蔬采摘机械臂运动路径规划 |
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| 引用本文： | 张勤,乐晓亮,李彬,蒋先平,熊征,徐灿. 基于CTB-RRT*的果蔬采摘机械臂运动路径规划[J]. 农业机械学报, 2021, 52(10): 129-136 |
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| 作者姓名： | 张勤 乐晓亮 李彬 蒋先平 熊征 徐灿 |
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| 作者单位： | 华南理工大学机械与汽车工程学院,广州510641;华南理工大学自动化科学与工程学院,广州510641;广东省现代农业装备研究所,广州510641;广东弘科农业机械研究开发有限公司,广州510530 |
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| 基金项目： | 广东省重点领域研发计划项目(2019B020222002)、广东省乡村振兴战略专项（粤财农[2019]73号）、广东省农产品保鲜物流共性关键技术研发创新团队项目（2021KJ145）和广州市院士专家工作站项目（穗科协[2019]48号） |
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| 摘 要： | 针对多自由度果蔬采摘机械臂运动路径规划速度慢、效率低、路径成本高的问题,提出了柯西目标引力双向RRT*（Cauchy target gravitational bidirectional RRT*,CTB-RRT*）算法,通过柯西分布的方法进行启发式采样,降低采样的盲目性;引入目标引力,并动态调节随机生长方向和目标方向的步长,提高局部搜索速度;引入节点拒绝策略,剔除不必要的采样节点,提高计算效率。通过二维和三维算法模拟实验,6自由度机械臂的避障采摘模拟实验验证了提出算法的有效性。仿真实验结果表明：相比于RRT*-connect算法,改进算法的路径成本缩短了5.5%,运行时间降低了71.8%,采样节点数下降了64.2%。在机器人操作系统（Robot operating system, ROS）中控制6自由度机械臂执行避障采摘运动,运动成功率达到99%,运行时间为0.33s,相比于RRT*-connect算法,路径成本降低了12.6%,运行时间减少了69.2%,扩展节点数减少了76.3%。
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| 关 键 词： | 采摘机械臂 运动路径规划 CTB-RRT*算法 机器人操作系统 |
| 收稿时间： | 2020-11-07 |
Motion Planning of Picking Manipulator Based on CTB-RRT* Algorithm |
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| ZHANG Qin,YUE Xiaoliang,LI Bin,JIANG Xianping,XIONG Zheng,XU Can. Motion Planning of Picking Manipulator Based on CTB-RRT* Algorithm[J]. Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery, 2021, 52(10): 129-136 |
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| Authors: | ZHANG Qin YUE Xiaoliang LI Bin JIANG Xianping XIONG Zheng XU Can |
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| Affiliation: | South China University of Technology;Guangdong Institute of Mordern Agriculture Equipment; Guangdong Hongke Agricultural Machinery R&D Co.,Ltd. |
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| Abstract: | |
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| Keywords: | picking manipulator motion planning CTB-RRT* algorithm robot operating system |
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