基于CTB-RRT^*的果蔬采摘机械臂运动路径规划

作者：张勤; 乐晓亮; 李彬; 蒋先平; 熊征; 徐灿

来源：农业机械学报, 2021, 52(10): 129-136.

• 采摘机械臂
• 运动路径规划
• CTB-RRT*算法
• 机器人操作系统

针对多自由度果蔬采摘机械臂运动路径规划速度慢、效率低、路径成本高的问题,提出了柯西目标引力双向RRT*（Cauchy target gravitational bidirectional RRT*,CTB-RRT*）算法,通过柯西分布的方法进行启发式采样,降低采样的盲目性;引入目标引力,并动态调节随机生长方向和目标方向的步长,提高局部搜索速度;引入节点拒绝策略,剔除不必要的采样节点,提高计算效率。通过二维和三维算法模拟实验,6自由度机械臂的避障采摘模拟实验验证了提出算法的有效性。仿真实验结果表明:相比于RRT*-connect算法,改进算法的路径成本缩短了5.5%,运行时间降低了71.8%,采样节点数下降了64.2%。在机器人操作系统（Robot operating system,ROS）中控制6自由度机械臂执行避障采摘运动,运动成功率达到99%,运行时间为0.33 s,相比于RRT*-connect算法,路径成本降低了12.6%,运行时间减少了69.2%,扩展节点数减少了76.3%。

• 单位
  华南理工大学; 广东省现代农业装备研究所; 广东弘科农业机械研究开发有限公司