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嵌入式软件设计直接影响到SOC软硬件协同设计的工作量以及工艺复杂程度,软件设计中算法的研究最为关键。本文主要研究面向机器人系统的运动规划算法。运动规划作为影响人机交互安全性和友好性最重要的因素之一,在硬件和软件的优化上一直被广泛研究。很多运动规划方法可以很好地解决静态路径规划问题,但应用在动态路径规划问题中仍存在局限。该领域的研究者致力于动态环境下路径规划方法的开发,但随着机器人自由度的增加以及环境的复杂化,这些方法的通用性面临挑战。
为了适应较大场景下多自由度移动机器人的路径规划,本文重点研究动态环境下移动机械臂的路径规划算法。通过分析不同的自由度对机器人路径规划的影响,提出了对机器人自由度分治规划的策略。该策略可表述为,对不同类的自由度分别建立地图,并基于子目标点选择与更新实现了上层构建引导信息、下层利用引导信息进行路径搜索并将路径搜索结果反馈给上层的方法。为解决由于地图维度不同引起的位姿点连接困难问题,文中引入并重新定义了子目标点区域,并通过单规划方法进行局部路径的搜索。
本文通过在不同环境下对Kawasaki FS03N型机械臂进行仿真,验证了上述方法的有效性。实验结果表明,该方法可以用于解决动态环境下移动机械臂的运动规划问题,并能够满足实时性要求。