农业机械学报

作者：张勤，乐晓亮，李彬，蒋先平，熊征，徐灿

单位：华南理工大学；,华南理工大学,华南理工大学,广东省现代农业装备研究所,广东省现代农业装备研究所,广东弘科农业机械研究开发有限公司,

关键词：采摘机械臂;运动路径规划;CTB-RRT*算法;机器人操作系统

基金：广东省重点领域研发计划项目(2019B020222002)、广东省乡村振兴战略专项（粤财农[2019]73号）、广东省农产品保鲜物流共性关键技术研发创新团队项目（2021KJ145）和广州市院士专家工作站项目（穗科协[2019]48号）

针对多自由度果蔬采摘机械臂运动路径规划速度慢、效率低、路径成本高的问题，提出了柯西目标引力双向RRT*（Cauchy target gravitational bidirectional RRT*,CTB-RRT*）算法，通过柯西分布的方法进行启发式采样，降低采样的盲目性；引入目标引力，并动态调节随机生长方向和目标方向的步长，提高局部搜索速度；引入节点拒绝策略，剔除不必要的采样节点，提高计算效率。通过二维和三维算法模拟实验，6自由度机械臂的避障采摘模拟实验验证了提出算法的有效性。仿真实验结果表明：相比于RRT*-connect算法，改进算法的路径成本缩短了5.5%，运行时间降低了71.8%，采样节点数下降了64.2%。在机器人操作系统（Robot operating system, ROS）中控制6自由度机械臂执行避障采摘运动，运动成功率达到99%，运行时间为0.33s，相比于RRT*-connect算法，路径成本降低了12.6%，运行时间减少了69.2%，扩展节点数减少了76.3%。

来源：2021年第10期

《农业机械学报》期刊编辑部

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