基于随机采样的多段柔性机械臂路径规划

针对多段柔性臂避障路径规划存在的末端位姿约束求解困难、定位精度低、解空间小和计算复杂等诸多难题,提出了面对非结构化环境下基于随机采样的多段柔性机械臂路径规划方法.首先,基于柔性臂几何分析建立操作空间(W空间)与构型空间(C空间)两者之间的运动学模型;然后,基于W空间随机采样的方法,采用头-尾逆序规划,保证了末端位姿的定位精度,同时加入基座的局部冗余性扩大求解空间;进一步,加入贪婪启发和可达引导策略,制定以路径成本为目标的路径评价函数,确定避碰最优路径;最后,在CoppeliaSim仿真平台搭建具有物理属性的多段柔性臂仿真模型和实物样机,并在狭窄环境中利用头部跟随算法求出控制量,实现对所规划路径的跟踪.仿真结果表明了路径规划算法的末端位姿准确性及算法求解的快速性,实验结果显示实际末端轨迹与规划轨迹位置重合度高,验证了所提算法的合理性与有效性.