一种基于障碍尺寸同伦策略的机器人轨迹规划最优控制方法

摘要

一种基于障碍尺寸同伦策略的机器人轨迹规划最优控制方法，首先，根据机器人结构特性建立运动方程、约束条件，用特征圆描述其轮廓。其次，根据作业环境中的障碍信息，用特征圆描述并设定安全距离，建立作业过程中的避障条件。第三，确定机器人轨迹规划问题对应的初始与终端边界条件。第四，将轨迹规划问题转化为以最小化能量消耗的最优控制问题。最后，将构造的最优控制问题转化为一系列子问题，每个子问题中障碍的尺寸相比于前一个子问题不断增大，使用当前子问题的解作为下一个子问题的初始猜测。本发明利用障碍尺寸同伦策略实现复杂作业环境下机器人点对点轨迹规划问题的高效稳定求解，对于机器人实际作业中面临的轨迹规划问题求解具有重要意义。