【摘 要】
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移动机械臂的运动规划是机器人领域中的一个热点研究方向。移动机械臂集成了移动平台与机械臂的优点,不仅具有移动平台的移动功能,而且具有机械臂的灵活操作功能,从而扩大了移动机器人的使用范围。一方面,移动机械臂作为一个复杂的机器人系统,在对移动平台和机械臂执行各自独立控制的同时,整体系统的协调控制也必须考虑。另一方面,当机器人处于障碍物众多或狭窄通道等复杂的工作环境中时,采用传统的方法可能会造成工作时间长、寻找路径困难等问题。在本文中,研究的主要对象是移动机械臂,对移动机械臂在复
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移动机械臂的运动规划是机器人领域中的一个热点研究方向。移动机械臂集成了移动平台与机械臂的优点，不仅具有移动平台的移动功能，而且具有机械臂的灵活操作功能，从而扩大了移动机器人的使用范围。一方面，移动机械臂作为一个复杂的机器人系统，在对移动平台和机械臂执行各自独立控制的同时，整体系统的协调控制也必须考虑。另一方面，当机器人处于障碍物众多或狭窄通道等复杂的工作环境中时，采用传统的方法可能会造成工作时间长、寻找路径困难等问题。在本文中，研究的主要对象是移动机械臂，对移动机械臂在复杂环境中的整体协调控制能力和路径规划能力在理论层面进行了分析和研究，研究的内容主要如下：
（1）分析了移动机械臂的整体运动学模型。移动机械臂的移动平台和机械臂处在不同的工作空间导致协调规划困难，从空间映射的角度出发，将移动平台和机械臂的各种变量映射到同一坐标空间中进行描述，确定系统整体的运动学，使得移动机械臂的整体能够进行统一规划。
（2）提出了一种移动机械臂的分层规划方法。针对移动机械臂基于传统采样算法在狭窄通道中样本采集困难的问题，基于混合采样策略改进样本在路线图上的分布，提高了移动机械臂对狭窄通道等困难区域的识别度，进一步提高在复杂环境中移动机械臂规划路径的效率和通过率。
（3）研究了移动机械臂的整体碰撞检测能力。针对整体移动机械臂进行碰撞检测计算时间较长的问题，将机械臂的采样构型投影在二维平面，使得移动机械臂的构型能够在同一维度上进行碰撞检测。当移动平台在无碰撞的向终点移动时，机械臂也能够通过轨迹规划进行避障保持安全状态。
（4）提出了一种使移动机械臂在复杂环境中运动时保持稳定性能的组合采样策略。结合了桥测试和PCA方法的优势，PCA方法确定困难区域，桥测试集中采样。通过对困难区域的“识别”，达到分区采样的自适应效果，以较少的样本生成较小的连通路线图，提高了移动机械臂在运动规划时的整体性能。
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