【摘 要】
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机械臂的运动规划问题是智能机器人领域中的重要课题之一,过去几十年研究的重点是在静态、结构化的物理环境中进行运动规划的问题.近年来,随着服务机器人的快速发展,人的手臂
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机械臂的运动规划问题是智能机器人领域中的重要课题之一,过去几十年研究的重点是在静态、结构化的物理环境中进行运动规划的问题.近年来,随着服务机器人的快速发展,人的手臂与机械臂之间的互动问题变得越来越重要,人机双臂运动规划成为实现人机共存的重要一步.人机双臂互动要满足两个基本要求:安全性和实时性,这就要求机械臂能安全地避免和人的手臂发生碰撞,并且实时地到达目标点.对于机械臂的实时运动规划问题,传统的处理方法是基于在线碰撞检测和路径搜索的,这种方法的缺点在于在线碰撞检测比较耗费时间,而且搜索空间是整个高维位姿空间,影响了实时规划的效率.该文针对人机双臂互动提出了一种新的实时运动规划方法.该方法采用了近年来比较流行的概率地图方法(PRMs)的框架,在预处理阶段建立从物理空间到位姿空间中概率地图的映射,并在此基础上提出了障碍物直接映射(Obstacle DirectMapping,ODM)的思想,在执行在线规划阶段,实时地将障碍物分解并利用前面建立好的映射直接求出位姿空间概率地图中受到影响的节点和边,然后在更新后的概率地图中搜索路径.该方法避免了在线阶段的碰撞检测过程,并且大大缩小了搜索空间,从而有效地提高了系统效率,使得人机双臂动态交互情况下实时的运动规划成为可能.仿真实验结果表明,该方法比传统方法具有更高的实时性,并且能有效地支持机械臂和人手臂的安全交互.
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