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摘要
葡萄采摘具有障碍物多、结构复杂的特点，为实现高效采摘和稳定避障，提出无碰撞双向扩展RRT(collisionless growth bidirectional RRT,CGB-RRT)算法进行避障路径规划。该算法双树节点相向扩展时，不发生碰撞直接向对方扩展，发生碰撞则转向自由节点扩展，加快扩展速度。针对复杂障碍物导致避障路径规划失败的情况，进一步提出基于CGB-RRT算法的柔性避障路径规划策略，通过引入标记关节，在终端避障路径输出机械臂与障碍物发生柔性接触的碰撞形位，采用“初始位置-中间位置-目标位置”分步规划的方式实现柔性避障路径规划。此外，设计了一种收集点位置已知的葡萄网格收集箱，通过CGB-RRT算法可提前规划得到收集作业路径，供收集作业直接调用。实验结果表明，避障路径规划中CGB-RRT算法与BI-RRT算法相比，运行时间减少27.61%，扩展节点减少24.32%；避障路径规划失败时，柔性避障路径规划策略结合不同算法均能实现路径规划，与CGB-RRT算法结合时表现出来的性能较好。
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