[发明专利]一种仿人机械臂的运动路径规划方法及系统

摘要

本发明公开了一种仿人机械臂的运动路径规划方法及系统。所述方法包括：依据仿人机械臂的D‑H模型确定仿人机械臂待运动空间的起始位置和目标位置；采用快速搜索随机树法对仿人机械臂待运动空间的采样点进行探索，在探索过程中采用偏向概率采样算法确定随机采样点；依据所确定的随机采样点扩展新的节点，并结合新的节点构建以起始位置为源节点，以目标位置为终节点的扩展随机树。最后在所构建的扩展树的各路径中找到总权重最小的路径，将总权重值最小的路径中所有节点的信息通过逆运动学解算为仿人机械臂运动的关节角信息，使仿人机械臂按照关节角信息运动。本发明提供的仿人机械臂的运动路径规划方法及系统，能够节约搜索时间、加快搜索采样点的速度。

主权项

1.一种仿人机械臂的运动路径规划方法，其特征在于，包括：/n采用D-H法描述仿人机械臂的位姿，建立仿人机械臂的连杆坐标系，确定仿人机械臂的D-H参数，并计算得到仿人机械臂的D-H模型；/n根据所述仿人机械臂的D-H模型，确定初始参数；所述初始参数包括所述仿人机械臂的起始位置、所述仿人机械臂运动的目标位置、搜索步长和最大采样次数；/n以所述仿人机械臂的起始位置为待搜索空间的起始位置，以所述仿人机械臂运动的目标位置为待搜索空间的目标位置，采用快速搜索随机树法根据所述搜索步长和最大采样次数搜索所述待搜索空间的采样点，并将搜索得到的所述采样点作为节点构建随机树；所述待搜索空间为所述仿人机械臂的工作空间；/n采用偏向概率采样算法确定随机采样点；遍历所述随机树上的节点，确定距所述随机采样点最近的节点；并判断所述随机采样点与最近节点间的距离是否大于搜索步长；若是，则在距所述随机采样点最近的节点到所述随机采样点的连线上以所述搜索步长的长度扩展节点；若否，则将所述随机采样点直接作为扩展节点；/n在对节点的扩展过程中，检测所扩展的节点是否位于障碍物边界的内部；若是，则删除所扩展的节点，反之则保留所扩展的节点；/n将保留的扩展节点形成扩展随机树；所述扩展随机树是以所述待搜索空间的起始位置为源节点，以所述待搜索空间的目标位置为终节点的随机树；/n遍历所述扩展随机树上的所有节点，连接所述扩展随机树上的所有节点；判断节点间相互连接的连接线是否与障碍物发生碰撞；若是则删除节点间的连线，若否则保留节点间的连线；/n根据所保留的节点间的连线，确定仿人机械臂从所述源节点到所述终节点的各路径；获取每一路径中各节点间连线的长度；以所述各节点间连线的长度作为子权重，计算得到每一路径的总权重；/n获取总权重最小的路径，将所述总权重最小的路径中所有的节点信息通过逆运动学解算为仿人机械臂运动的关节角信息，并使仿人机械臂按照所述关节角信息进行运动。/n