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基于主从任务转化的闭环控制避障算法

发布时间:2018-05-14 04:36

  本文选题:冗余度机械臂 + 主从任务转化 ; 参考:《机械工程学报》2017年01期


【摘要】:冗余度机械臂避障算法研究一直是机器人领域的研究热点之一。针对传统算法的不足提出一种基于主从任务转化的闭环控制避障算法。主从任务转化通过监测机械臂各杆件与障碍物之间的最小距离变化实现避障任务和期望轨迹跟踪任务的主从切换,从而解决当障碍物位于机械臂末端期望轨迹上时避障运动和期望轨迹跟踪运动存在的相互冲突问题。考虑到机械臂避障时其末端跟踪精度差的问题,引入对冗余度机器臂末端期望位置和实际位置的误差控制,使得机械臂末端跟踪精度显著提高。同时,该算法还适用于多障碍物避障和动态避障且具有计算量小和躲避速度变化连续等优点。通过三自由度平面冗余度机器臂的仿真试验,验证了该算法的正确性。仿真结果表明,该算法能够有效解决当障碍物位于机械臂末端期望轨迹上时存在的冲突问题,而且机械臂在避障的同时也能够高精度跟踪末端期望轨迹,且能够完成多障碍物避障和动态避障。
[Abstract]:The research of redundant manipulator obstacle avoidance algorithm has always been one of the hot topics in the field of robotics. A closed loop control obstacle avoidance algorithm based on the transformation of the master-slave task is proposed for the shortcomings of the traditional algorithm. The transformation of the master-slave task to the obstacle avoidance task and the desired trajectory tracking is achieved by monitoring the minimum distance between the members of the arm and the obstacle. In order to solve the collision problem of obstacle avoidance motion and desired trajectory tracking motion when the obstacle is located on the desired trajectory of the end of the manipulator, the error control of the end tracking position and the actual position of the redundant manipulator is introduced, and the error control of the position and the actual position of the end of the redundant manipulator is introduced. The precision of the end tracking of the arm is greatly improved. At the same time, the algorithm is also suitable for the advantages of multi obstacle avoidance and dynamic obstacle avoidance, with the advantages of small calculation and continuous avoidance speed. The correctness of the algorithm is verified through the simulation test of the three degree of freedom plane redundancy machine arm. The simulation results show that the algorithm can effectively solve the obstacles. The obstacle lies in the collision problem in the desired trajectory at the end of the manipulator, and the manipulator can also track the desired trajectory of the terminal with high precision while avoiding obstacles, and can complete obstacle avoidance and dynamic obstacle avoidance.

【作者单位】: 河北工业大学机械工程学院;科技部高技术研究发展中心;
【基金】:国家自然科学基金(E51575157) 机器人学国家重点实验室基金(2015002) 河北省自然科学基金重点(E2016202342)资助项目
【分类号】:TP242

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本文编号:1886376

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