Robotic Arm Obstacle Avoidance Path Planning Based on Improved RRT algorithm

运动规划 随机树 路径(计算) 数学优化 适应性 采样(信号处理) 计算机科学 算法 避障 自适应采样 修剪 障碍物 路径长度 快速通道 数学 机械臂 机器人 贪婪算法 运动学 树(集合论) 人工智能 控制理论(社会学) 质量(理念) 花键(机械) 残余物 任意角度路径规划 差异进化 自适应算法 趋同(经济学)
作者
Kun Li,Xiangfeng Zhang,Hong Jiang,Hao Guo,Haidong Li
出处
期刊:Journal of physics [IOP Publishing]
卷期号:3135 (1): 012014-012014
标识
DOI:10.1088/1742-6596/3135/1/012014
摘要

Abstract In order to solve the problems of low sampling efficiency, poor adaptability to fixed-step-size environments, and poor path quality of the traditional Rapidly-Exploring Random Tree (RRT) algorithm in three-dimensional environments, an enhanced RRT algorithm is put forth. Firstly, a differential sampling mechanism is suggested as a solution to the RRT algorithm’s poor sampling efficiency issue by minimizing the number of times spatial regions are sampled; secondly, an adaptive target bias and adaptive step size mechanism is proposed to adaptively adjust the target bias probability and sampling step size in combination with the spatial occupancy of the obstacles and the progress of the path planning, so as to solve the problems of poor adaptability of the fixed target bias probability and the fixed-step-size environment, to Further improve the path planning efficiency; finally, using greedy pruning strategy and B spline curve optimization strategy, the initial path is pruned and optimized, which removes the redundant nodes, smoothes the path, and improves the path quality; simulation experiments are analyzed in three-dimensional obstacle environments, and the outcomes demonstrate that the improved RRT algorithm in this work can successfully raise the quality of the path and search efficiency. The improved algorithm is applied to the robotic arm physical platform. The robotic arm can move smoothly, accurately, and quickly to the desired location., which further demonstrates the algorithm’s viability and efficacy.

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