机械臂路径规划的改进RRT-APF算法
胡皓轩
张春燕
上海工程技术大学 机械与汽车工程学院,上海 201620
摘要：[目的]针对工业环境中传统快速搜索随机树-人工势场(Rapidly-exploring Random Tree-Artificial Potential Field,RRT-APF)的路径规划算法存在局部最优、路径平滑性不足及计算复杂度高的问题,提出一种自适应优化RRT-APF(Adaptive Optimized RRT-APF,AORRT-APF)路径规划算法,以提升机械臂在复杂工业环境中的路径规划效率与路径质量.[方法]首先,引入目标偏向采样策略与改进度量函数,减少冗余节点生成,加快算法收敛速度;其次,构建动态参数调整机制与自适应障碍物处理机制,增强算法对动态环境的适应性;然后,采用三次样条插值结合碰撞检测的路径平滑方法,生成连续可执行的运动轨迹;最后,基于Matlab软件搭建二维与三维仿真环境,并以6自由度Fr3机械臂为平台开展实物验证.[结果]结果表明,在三维随机环境中,AORRT-APF算法运行时间仅为 0.059 s,较传统 RRT 算法缩短 88.7%,平均迭代次数降至 175,较 RRT 算法减少88.8%;生成路径的拐点数量显著减少,机械臂可沿规划轨迹平稳完成避障运动.该算法可为提升工业机械臂的工作效率与运行安全性提供参考.
关键词：机械臂路径规划轨迹平滑RRT-APF仿真与实物试验
分类号：TP241(自动化技术及设备)
资助基金：上海市农业科技创新项目(T2023215)
论文发表日期：2026-06-30
在线出版日期：2026-09-12（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：13( 121-133 )
英文信息