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(jí)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(cái)產(chǎn)安全的保障要求日益得到重視，越來(lái)越多的車輛被采購(gòu)并裝備。近年來(lái)在我國(guó)自主開發(fā)大型高空作業(yè)車的過(guò)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(jī)械控制智能化的發(fā)展趨勢(shì)，多關(guān)節(jié)冗余度臂架避障軌跡規(guī)劃問(wèn)題也應(yīng)運(yùn)而生。
　　本文來(lái)源于大連理工大學(xué)多年來(lái)與各主機(jī)廠合作設(shè)計(jì)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(jī)器人運(yùn)動(dòng)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?jī)?nèi)容如下:
　　(1)首先根據(jù)某百米級(jí)高空作業(yè)車的實(shí)際結(jié)構(gòu)對(duì)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(duì)臂架和障礙物的關(guān)系，進(jìn)行空間障礙物模型的簡(jiǎn)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(wèn)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(guò)算例進(jìn)行PTP路徑規(guī)劃數(shù)值仿真，驗(yàn)證了避障方法的實(shí)用可行。對(duì)于同時(shí)包含變幅轉(zhuǎn)動(dòng)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(jià)函數(shù)的設(shè)計(jì)進(jìn)行了研究，得到了搜索點(diǎn)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(dòng)伸縮油缸實(shí)際的速度條件，確定節(jié)點(diǎn)間每個(gè)關(guān)節(jié)最短運(yùn)動(dòng)時(shí)間，對(duì)位姿序列進(jìn)行三次樣條插值得到各關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)曲線，進(jìn)行了最優(yōu)時(shí)間規(guī)劃。
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