基于廣義位姿距離的空間機器人運動規(guī)劃方法的研究.pdf

1、在機器人領域，運動規(guī)劃一直占有舉足輕重的地位。無論是應用于工業(yè)生產(chǎn)過程的工業(yè)機器人，還是應用于空間探測的空間機器人，以及越來越受到研究者們重視的智能機器人，運動學和運動規(guī)劃都是必不可少的組成部分。
　　本文提出了一種基于廣義位姿距離的運動規(guī)劃算法。算法應用了機器人正向運動學，并將機器人的運動劃分為許多小周期，以縮短末端執(zhí)行器和目標位姿之間的廣義距離作為啟發(fā)信息來確定每個周期各關節(jié)的位移值。為了確定關節(jié)每個周期的運動范圍，該算法應用

2、Paul的軌跡插補算法，并對其改進，使其經(jīng)過路徑點，并深入分析了以改進的Paul規(guī)劃作為軌跡插補算法時上層運動規(guī)劃和底層運動規(guī)劃之間的關系。同時，定義了廣義位姿距離，并且推導了廣義位姿距離的變化同機器人各關節(jié)微位移之間的關系。為說明算法的通用性，本文以一種帶柔性關節(jié)的機器人的運動規(guī)劃問題為例，驗證了算法有效性。
　　為了解決空間機器人基座固定時的容錯運動規(guī)劃問題，本文討論了算法在欠自由度、冗余自由度和滿自由度機器人的點到點運動規(guī)劃

3、中的應用，并討論了當末端執(zhí)行器具有較大的容差范圍時的運動規(guī)劃問題。同時討論了算法在笛卡爾空間連續(xù)路徑的運動規(guī)劃中應用，重點分析了直線軌跡和一個有奇異點的圓軌跡的運動規(guī)劃，以說明算法在具有奇異點的笛卡爾空間連續(xù)路徑規(guī)劃中的應用。
　　為了解決浮動基座空間機器人的容錯運動規(guī)劃問題，推導了浮動基座空間機器人的廣義雅可比矩陣，討論了算法在浮動基座空間機器人運動規(guī)劃中的應用，并且詳細分析了算法在欠自由度空間機器人抓捕低速運動目標的運動規(guī)劃中