基于ROS的雙機器人路徑規劃*

張 寧，張彩霞，高 萌，林 壯,，郭 靜,3，余 偉,3

(1.佛山科學技術學院機電工程與自動化學院，佛山 528000；2.佛山智能裝備技術研究院，佛山 528000；3.廣東省智慧城市基礎設施健康監測與評估工程技術研究中心，佛山 528000)

0 引言

近年來，隨著機器人行業的不斷發展，雙機械臂因其能搬運大負載、靈巧、敏捷、適應更加復雜的工作環境的優勢逐漸受到人們的關注。而路徑規劃即是雙機械臂協同的基礎，又是雙機械臂運動控制的前提。所以路徑規劃問題被大量專家學者探索改進，并產生了許多優秀的算法。

基于采樣的路徑規劃算法[1]在機械臂運動規劃中應用最為廣泛。此類型算法在工作空間任意采樣，經過某種要求，將采樣點通過局部規劃器添加到已建立的搜索樹中，并判斷是否發生碰撞。若不產生碰撞則將采樣點加入搜索范圍中，然后通過搜索算法在工作空間中選擇無碰撞路徑。此類型的算法主要包括RRT[2]算法和PRM[3]算法。通過上述兩種算法得到的路徑是不確定的且不是最優的。為了改善采樣法路徑規劃存在的路徑非最優的缺點，RRT在原來的基礎上衍生出了RRT*[4]、RRT-Connect[5]、RRG[6]和S-RRT[7]等改進算法。而PRM算法也衍生出一些性能良好的算法，如LD-PRM[8]、CPRM[9]和PRM*[10]等改進算法。

本文在上述文獻的基礎上，結合RRT算法和PRM算法的優點，提出一種混合的改進算法，并將改進后的算法應用到雙機械臂運動規劃中。最終經仿真驗證和實際雙機械臂搬運測試，本文所提方案效果更高。

1 結構與模型

在協同作業過程中，兩臺機械臂為各自獨立的系統，且研究的雙機械臂協同需要兩臺機械臂在同一空間坐標系下完成協調作業。……