双工业机器人同步作业的无碰撞路径规划方法

摘要

为解决双工业机器人同步作业时,机器人执行末端在行进过程中始终保持固定距离的双路径规划问题,提出一种基于粒子群(PSO)算法和距离约束的双路径避障规划方法。该方法将同步作业时的整体路径规划分解为两个内外嵌套的优化问题,外部为其中一个机器人的无碰撞路径规划,内部为与已知路径距离约束下的另一机器人路径求解。具体操作时,首先利用PSO为其中一个机器人求解出一条可行的路径,然后将获得的可行路径离散成路径点,以两机器人执行末端的固定距离为半径,以路径点为原点的球坐标系下进行随机抽样,并从抽样点中寻求另一机器人的最优路径。以双机器人抓取一固定物体躲避四个障碍物为例,对所提方法进行验证,并对种群大小、路径点个数以及抽样数量三个系统参数进行灵敏度分析。仿真结果表明,该方法可有效实现同步作业时,机器人执行末端在距离约束下的无碰撞路径规划。