基于空間避障的冗余度高空作業(yè)車軌跡規(guī)劃.pdf

1、百米級大型高空車是用于高層建筑救援與消防的起重舉升專用設(shè)備，隨著居民人身及設(shè)備財產(chǎn)安全的保障要求日益得到重視，越來越多的車輛被采購并裝備。近年來在我國自主開發(fā)大型高空作業(yè)車的過程中，衍生出了眾多待解決的關(guān)鍵技術(shù)，而順應(yīng)工程機械控制智能化的發(fā)展趨勢，多關(guān)節(jié)冗余度臂架避障軌跡規(guī)劃問題也應(yīng)運而生。
　　本文來源于大連理工大學(xué)多年來與各主機廠合作設(shè)計研發(fā)大高度高空作業(yè)車進(jìn)行的技術(shù)探索，從算法的角度提出了基于幾何圖形學(xué)、機器人運動學(xué)、啟發(fā)式

2、路徑搜索以及變截面懸臂梁模型的高空作業(yè)車臂架避障規(guī)劃方案。本論文主要工作和研究內(nèi)容如下:
　　(1)首先根據(jù)某百米級高空作業(yè)車的實際結(jié)構(gòu)對多自由度的復(fù)合臂架系統(tǒng)進(jìn)行參數(shù)化建模，列出了D-H參數(shù)與齊次變換矩陣。針對臂架和障礙物的關(guān)系，進(jìn)行空間障礙物模型的簡化，提出了空間包絡(luò)球、有界矩形平面、圓柱體障礙模型與臂架碰撞與避碰的幾何規(guī)則。作為空間問題的特例，分析了平面內(nèi)臂架與包絡(luò)圓及線段障礙的避碰規(guī)則。
　　(2)利用啟發(fā)式的A*算

3、法在MATLAB中編寫了相關(guān)程序，在四維關(guān)節(jié)構(gòu)型空間內(nèi)進(jìn)行了路徑搜索。通過算例進(jìn)行PTP路徑規(guī)劃數(shù)值仿真，驗證了避障方法的實用可行。對于同時包含變幅轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)與伸縮關(guān)節(jié)的高空車臂架系統(tǒng)的路徑搜索方法的估價函數(shù)的設(shè)計進(jìn)行了研究，得到了搜索點最少、搜索速度最快的尋優(yōu)路徑。得到了關(guān)節(jié)空間的位姿序列后，根據(jù)驅(qū)動伸縮油缸實際的速度條件，確定節(jié)點間每個關(guān)節(jié)最短運動時間，對位姿序列進(jìn)行三次樣條插值得到各關(guān)節(jié)的運動曲線，進(jìn)行了最優(yōu)時間規(guī)劃。
　　(