仿人机器人手臂抓取运动规划广义逆RRT算法-计算机应用研究.PDFVIP

第３１卷第１０期 计 算 机 应 用 研 究 Ｖｏｌ．３１Ｎｏ．１０ ２０１４年１０月　 ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＲｅｓｅａｒｃｈｏｆＣｏｍｐｕｔｅｒｓ Ｏｃｔ．２０１４ 仿人机器人手臂抓取运动规划广义逆 ＲＲＴ算法  李华忠，梁永生 ，但唐仁 （深圳信息职业技术学院 软件学院，广东 深圳 ５１８１７２） 摘　要：针对高维空间冗余仿人机器人手臂抓取对象运动规划时所面临的目标位形未知、抓取空间受限、位形空 间存在大量障碍物等难题，提出了一种广义逆快速探索随机树法（ＲＲＴ）避碰运动方法。首先，提出分层子维空间 运动规划概念模型，建立了仿人机器人上肢手臂运动学和逆运动学模型；其次，提出一种加权最小范数广义逆ＲＲＴ 规划算法；最后，通过计算机三维仿真，采用基于有向包围盒法开发的碰撞检测算法，验证了该算法的有效性。 关键词：仿人机器人；抓取操作；快速探索随机树法；广义逆 中图分类号：ＴＰ２４２．６　　　文献标志码：Ａ　　　文章编号：１００１３６９５（２０１４）１０２９７７０５ ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１３６９５．２０１４．１０．０２２ Ｈｕｍａｎｏｉｄｒｏｂｏｔａｒｍｇｒａｓｐｉｎｇｍｏｔｉｏｎｐｌａｎｎｉｎｇ ａｌｇｏｒｉｔｈｍｂａｓｅｄｏｎｇｅｎｅｒａｌｉｚｅｄｉｎｖｅｒｓｅＲＲＴ  ＬＩＨｕａｚｈｏｎｇ，ＬＩＡＮＧＹｏｎｇｓｈｅｎｇ，ＤＡＮＴａｎｇｒｅｎ （ＳｏｆｔｗａｒｅＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，ＳｈｅｎｚｈｅｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＳｈｅｎｚｈｅｎＧｕａｎｇｄｏｎｇ５１８１７２，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｉｍｉｎｇａｔｓｕｃｈｄｉｆｆｉｃｕｌｔｉｅｓａｓｕｎｋｎｏｗｎｇｏａｌｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ，ｇｒａｓｐｉｎｇｓｐａｃｅｌｉｍｉｔａｔｉｏｎａｎｄｎｕｍｅｒｏｕｓｏｂｓｔａｃｌｅｓｉｎｃｏｎ ｆｉｇｕｒａｔｉｏｎｓｐａｃｅｆｏｒｍｏｔｉｏｎｐｌａｎｎｉｎｇｏｆｈｕｍａｎｏｉｄｒｏｂｏｔａｒｍｇｒａｓｐｉｎｇｏｂｊｅｃｔｗｉｔｈｈｉｇｈｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｓｐａｃｅｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ，ｔｈｉｓｐａｐｅｒ ｐｒｏｐｏｓｅｄａｒａｐｉｄｌｙｅｘｐｌｏｒｉｎｇｒａｎｄｏｍｔｒｅｅ（ＲＲＴ）ｃｏｌｌｉｓｉｏｎａｖｏｉｄａｎｃｅｍｅｔｈｏｄｂａｓｅｄｏｎｇｅｎｅｒａｌｉｚｅｄｉｎｖｅｒｓｅ．Ｆｉｒｓｔｌｙ，ｉｔｐｒｏｐｏｓｅｄ ｈｉｅｒａｒｃｈｉｃａｌｃｏｎｃｅｐｔｕａｌｍｏｄｅｌｏｆｓｕｂｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｓｐａｃｅｍｏｔｉｏｎｐｌａｎｎｉｎｇ，ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄｋｉｎｅｍａｔｉｃｓａｎｄｉｎｖｅｒｓｅｋｉｎｅｍａｔｉｃｓｍｏｄｅｌｓ ｏｆｈｕｍａｎｏｉｄｒｏｂｏｔ’ｓｕｐｐｅｒ．Ｓｅｃｏｎｄｌｙ，ｉｔｐｒｏｐｏｓｅｄｗｅｉｇｈｔｅｄｍｉｎｉｍｕｍｎｏｒｍｇｅｎｅｒａｌｉｚｅｄｉｎｖｅｒｓｅＲＲＴｐｌａｎｎｉｎｇａｌｇｏｒｉｔｈｍ．Ｆｉｎａｌ ｌｙ，ｉｔｖｅｒｉｆｉｅｄｔｈｅｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓｏｆｔｈｅｐｒｏｐｏｓｅｄａｌｇｏｒｉｔｈｍｔｈｒｏｕｇｈｔｈｒｅｅｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｃｏｍｐｕｔｅｒｓｉｍｕｌａｔｉｏｎａｎｄａｄｏｐｔｉｎｇｔｈｅｃｏｌｌｉ ｓｉｏｎｄｅｔｅｃｔｉｏｎａｌｇｏｒｉｔｈｍｄｅｖｅｌｏｐｅｄｏｎｔｈｅｂａｓｉｓｏｆｏｒｉｅｎｔｅｄｂｏｕｎｄｉｎｇｂｏｘ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｈｕｍａｎｏｉｄ；ｇｒａｓｐｏｐｅｒａｔｉｏｎ；ｒａｐｉｄｌｙｅｘｐｌｏｒｉｎｇｒａｎｄｏｍｔｒｅｅ（ＲＲＴ）；ｇｅｎｅｒａｌｉｚｅｄｉｎｖｅｒｓｅ