Improved RRT-Connect Manipulator Path Planning in a Multi-Obstacle Narrow Environment

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作者
Xiaoming He,Yimin Zhou,Hauyu Baobab Liu,Wanfeng Shang
出处
期刊:Sensors [Multidisciplinary Digital Publishing Institute]
卷期号:25 (8): 2364-2364 被引量:1
标识
DOI:10.3390/s25082364
摘要

This paper proposes an improved RRT*-Connect algorithm (IRRT*-Connect) for robotic arm path planning in narrow environments with multiple obstacles. A heuristic sampling strategy is adopted with the integration of the ellipsoidal subset sampling and goal-biased sampling strategies, which can continuously compress the sampling space to enhance the sampling efficiency. During the node expansion process, an adaptive step-size method is introduced to dynamically adjust the step size based on the obstacle information, while a node rejection strategy is used to accelerate the search process so as to generate a near-optimal collision-free path. A pruning optimization strategy is also proposed to eliminate the redundant nodes from the path. Furthermore, a cubic non-uniform B-spline interpolation algorithm is applied to smooth the generated path. Finally, simulation experiments of the IRRT*-Connect algorithm are conducted in Python and ROS, and physical experiments are performed on a UR5 robotic arm. By comparing with the existing algorithms, it is demonstrated that the proposed method can achieve shorter planning times and lower path costs of the manipulator operation.
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