三级改进A^(*)算法融合碰撞预测的角钢攀爬机器人路径规划  

Three-Level Improved A*Algorithm Fused with Collision Prediction for Path Planning of Angle Climbing Robot

作　　者：李振 刘志东 王青云 魏志民 王丽杰 LI Zhen;LIU Zhi-dong;WANG Qing-yun;WEI Zhi-min;WANG Li-jie

机构地区：[1]天津理工大学天津市先进机电系统设计与智能控制重点实验室,天津300384 [2]天津理工大学机电工程国家级实验教学示范中心,天津300384 [3]天津中德应用技术大学汽车与轨道交通学院,天津300350

出　　处：《制造业自动化》2024年第10期83-90,共8页Manufacturing Automation

基　　金：天津市教委科研计划(2020KJ085)。

摘　　要：针对角钢塔作业机器人攀爬路径障碍多、运动效率低等问题,提出一种融合碰撞预测的三级改进A^(*)算法。首先,采用轴对齐包围盒碰撞检测算法,建立机器人夹爪和塔上障碍的避碰关系。然后,通过优化A^(*)算法的访问时间阈值和构建威胁函数进行自适应步长调整两种方式,提高算法运行效率;进而,在原有启发函数中引入碰撞威胁代价函数,避免机器人在攀爬过程中夹爪与角钢塔路径障碍发生碰撞;最终,三级改进A^(*)算法可实现运行时间减少12%以上、循环次数降低30%以上。在ROS和MATLAB联合仿真下,对比分析局部夹持点和全局夹持点序列,仿真结果表明,该算法可实现机器人的高效越障攀爬运动。

关 键 词：角钢塔 攀爬机器人 碰撞检测 改进A*算法 运动规划 

分 类 号：TP3[自动化与计算机技术—计算机科学与技术]