基于六自由度機械臂的避障路徑規(guī)劃研究.pdf

1、機械臂避障路徑規(guī)劃技術是智能移動機器人研究的核心內容之一。機械臂避障路徑規(guī)劃就是要求機械臂在有障礙物的工作環(huán)境中，根據(jù)給予的指令及環(huán)境信息按照某一性能指標搜索出一條從起點到目標點使機械臂能安全無碰撞地繞過所有障礙物的最優(yōu)或次優(yōu)路徑。機械臂避障路徑規(guī)劃主要解決3個問題:首先使機械臂能從初始點運動到目標點;然后用一定的算法使機械臂能繞開障礙物;最后在完成以上任務的前提下，盡量優(yōu)化機械臂運動軌跡。
　　本文針對PUMA560六自由度機械

2、臂的避障路徑規(guī)劃研究主要從以下三個方面展開:機械臂的建模，機械臂與障礙物的碰撞檢測和機械臂的路徑規(guī)劃算法。首先對機械臂的運動學相關理論進行介紹，深入理解位姿、D-H模型和運動學方程解等內容，在此理論基礎上本文采用D-H模型對PUMA560機械臂建模，并對其D-H模型進行正運動學方程與逆運動學方程求解。對空間環(huán)境中障礙物的檢測，本文分析了包圍球、AABB、OBB、K-Dops等碰撞檢測模型，對其分析了優(yōu)缺點以后，選擇了基于包圍球的碰撞檢測

3、模型。最后本文對人工勢場法、A*算法進行了分析，提出了基于A*的人工勢場路徑規(guī)劃算法。該算法是利用了A*算法來改進人工勢場法，避免了使用人工勢場法時易陷入局部極小的情況，從而規(guī)劃出一條優(yōu)化的避障路徑。機械臂根據(jù)這條規(guī)劃出來的避障路徑，對其路徑點計算出相應的關節(jié)角，再使機械臂運動到相應的位姿，這樣機械臂就可以成功的避開障礙物到達指定的目標點。
　　本文在PUMA560六自由度機械臂上對基于A*的人工勢場路徑規(guī)劃算法進行了仿真實驗，實