[发明专利]基于非障碍物空间概率势场采样的RRT机械臂轨迹规划方法

权利要求书

1.基于非障碍物空间概率势场采样的RRT机械臂轨迹规划方法，用于含多关节的多连杆机械臂，在非障碍物空间内利用RRT与人工势场相结合进行全局路径规划，其特征在于：所述规划方法包括基于非障碍物空间生成采样点，即通过采样点是否落入障碍物空间来对采样点进行筛选，避免冗余路径的生成以及非必要路径碰撞检测；

所述规划方法还包括概率势场贪婪采样策略，即在保证算法概率完备的前提下赋予算法预设概率的目标导向性以加快路径生成，且通过引力场与斥力场作用来减少路径碰撞检测且生成路径方向相对更优；

所述规划方法还包括冗余节点删除策略，即对算法回溯生成的路径进行优化，删除路径中冗余节点，使得生成路径更优；并通过插值多项式对优化后的路径进行平滑处理，使得路径更符合实际机械臂运动。

2.根据权利要求1所述的基于非障碍物空间概率势场采样的RRT机械臂轨迹规划方法，其特征在于：所述规划方法包括以下步骤；

步骤S1：机械臂的数学建模：对机械臂位姿进行描述并建立机械臂连杆坐标系，得到机械臂的D-H模型；

步骤S2：初始化以执行全局路径规划，具体为：在工作空间内初始化树T，给定初始节点q_start＝[x_start，y_start，z_start]、目标节点q_goal＝[x_goal，y_goal，z_goal]、扩展固定步长step、最大迭代次数max、障碍物空间Ω_abs以及目标点误差允许阈值thr；

步骤S3：执行概率势场贪婪采样策略，即采用非障碍物空间概率势场采样生成采样点：设随机概率阈值为P，当产生的随机概率p小于P时，算法进行随机采样，获得随机采样点q_rand＝[x_rand，y_rand，z_rand]；

步骤S4：碰撞检测：将q_near到q_new所生成的路径进行碰撞检测；

步骤S5：冗余节点删除策略：将所得到的路径使用冗余节点删除策略进行路径重规划；

步骤S6：对机械臂的运动轨迹进行优化。