计算机工程与应用 ›› 2023, Vol. 59 ›› Issue (14): 285-292.DOI: 10.3778/j.issn.1002-8331.2212-0133
贾焦予,袁杰,李中华,刘强,高星健
JIA Jiaoyu, YUAN Jie, LI Zhonghua, LIU Qiang, GAO Xingjian
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。