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摘要
针对机械臂路径规划方法存在的规划效率低、连杆通过性差、路径粗糙等问题，以渐进最优快速随机搜索树RRT*为基础，提出一种位姿约束下的双向扩展机械臂路径规划方法(PCO-BT-RRT*)。首先，设计目标偏置引导的双向扩展RRT*算法(BT-RRT*)，改进了RRT*算法的初始化过程，将起始点和目标点分别作为两棵随机树的初始节点，并通过目标偏置策略引导其以一定概率相向生长，加快探索未知区域，在保证路径代价较低的同时提升路径生成速度。其次，提出一种位姿约束路径优化策略(PCO)，采用机械臂运动学模型和碰撞检测规则共同约束新节点扩展过程，寻找机械臂可达空间内的避障路径；对生成路径剪枝剔冗，缩短可行路径长度，同时对消冗节点以迭代调整的方式进行平滑优化，提高路径生成质量。通过仿真实验分析，验证了所提方法在路径规划问题上的显著性成效；在自主研发的BIM信息融合下建筑砌筑系统进行真机避障测试，验证了该方法的实用性。
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