智能假臂是機器人領域中的重要研究內容,具有運動靈活、避障能力強、易于控制等特點,對其路徑規(guī)劃進行研究可解決在工業(yè)生產、醫(yī)療及人們日常生活等領域中遇到的問題。故研究智能假臂避障路徑規(guī)劃技術具有重要理論意義和實際應用價值。本研究以課題組自主研發(fā)的七自由度智能假臂為對象,對其進行基于快速擴展隨機樹（Rapidly-Exploring Random Trees,RRT）算法的路徑規(guī)劃方法研究。首先,對智能假臂進行運動學分析。運用笛卡爾坐標系下物體位姿描述方法建立智能假臂連桿坐標系,引入標準（Denavit-Hartenberg,D-H）建模方法建立假臂七自由度運動學模型,獲得七連桿齊次變換矩陣。以運動學模型為基礎推導智能假臂正運動學方程,根據其自身構型特點,采用位姿分離法求解運動學逆解,并利用MATLAB機器人工具箱（Robotics Toolbox）對求解結果進行仿真驗證。其次,對智能假臂進行基于RRT算法路徑規(guī)劃研究。針對傳統(tǒng)RRT算法隨機性強、搜索效率低的缺點,提出改進的路徑規(guī)劃節(jié)點擴展方法,在原來基礎上引入引導因子,令算法生成路徑由初始位置迅速向目標點擴展,進而提高路徑規(guī)劃效率。根據智... 

【文章來源】：沈陽工業(yè)大學遼寧省

【文章頁數】：58 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題研究背景和意義
    1.2 國內外智能假臂研究現狀
        1.2.1 國外智能假臂研究現狀
        1.2.2 國內智能假臂研究現狀
    1.3 智能假臂路徑規(guī)劃算法研究現狀
    1.4 論文研究內容與章節(jié)安排
第2章 智能假臂運動學模型的建立
    2.1 智能假臂位姿描述
        2.1.1 空間中點的位置
        2.1.2 姿態(tài)描述
        2.1.3 位姿描述
    2.2 坐標變換
        2.2.1 一般坐標變換
        2.2.2 齊次坐標變換
    2.3 連桿坐標系的建立
        2.3.1 D-H坐標系的建立
        2.3.2 連桿變換矩陣
    2.4 本章小結
第3章 智能假臂運動學分析
    3.1 正運動學分析
        3.1.1 正運動學方程
        3.1.2 正運動學仿真
    3.2 逆運動學分析
        3.2.1 基于位姿分離法的逆運動學推導
        3.2.2 逆運動學仿真驗證
    3.3 本章小結
第4章 基于RRT算法的智能假臂路徑規(guī)劃方法研究
    4.1 傳統(tǒng)RRT算法
    4.2 改進RRT算法的智能假臂路徑規(guī)劃
        4.2.1 路徑規(guī)劃的節(jié)點擴展
        4.2.2 智能假臂與障礙物間的碰撞檢測
        4.2.3 路徑規(guī)劃的軌跡優(yōu)化
    4.3 本章小結
第5章 七自由度智能假臂路徑規(guī)劃實驗驗證與分析
    5.1 實驗環(huán)境
        5.1.1 實驗設備
        5.1.2 軟件架構
    5.2 RRT算法路徑規(guī)劃仿真與實驗
    5.3 本章小結
結論與展望
參考文獻
在學研究成果
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
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[3]基于柵格法的室內指示路徑規(guī)劃算法[J]. 程向紅,祁藝.  中國慣性技術學報. 2018(02)
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博士論文
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碩士論文
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[3]概率路標圖算法的無人機三維路徑規(guī)劃研究[D]. 駱名樊.華中科技大學 2016
[4]智能碼垛機器人關鍵技術的研究及開發(fā)[D]. 王國虎.河南科技大學 2015
[5]基于新一代GPS的幾何特征數學建模及三維公差分析方法研究[D]. 王傳磊.大連理工大學 2015
[6]基于ROS的移動操作機械臂底層規(guī)劃及運動仿真[D]. 錢偉.哈爾濱工業(yè)大學 2015
[7]基于RRT的全局路徑規(guī)劃方法及其應用研究[D]. 王全.國防科學技術大學 2014
[8]基于三維姿態(tài)感知的服務機器人智能交互系統(tǒng)研究[D]. 安海博.山東建筑大學 2013
[9]一種7自由度生機電假肢手臂的結構設計及運動學分析[D]. 熊大柱.華中科技大學 2013
[10]基于模糊邏輯的智能交通信號控制方法及仿真研究[D]. 謝子青.電子科技大學 2011



本文編號：3632421