机械臂工作路径的改进蚁群-顺序局部搜索规划

作     者：丁志勇 蔡延光 DING Zhi-yong;CAI Yan-guang

作者机构：广东职业技术学院信息工程系广东佛山528041 广东工业大学自动化学院广东广州510006 

出 版 物：《机械设计与制造》 (Machinery Design & Manufacture)

年 卷 期：2023年第392卷第10期

页      面：139-143页

学科分类：08[工学] 080203[工学-机械设计及理论] 0802[工学-机械工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

基　　金：广东职业技术学院创新创业团队项目(XJJ201912)。 

主　　题：机械臂路径规划 局部信息素自适应蚁群算法 顺序局部搜索 蚂蚁聚集度 

摘      要：为了减少机械臂末端路径长度和关节转动角度之和,提出了改进蚁群-顺序局部搜索的路径规划策略。建立了机械臂路径规划问题模型,对机械臂关节空间节点进行了离散化。使用顺序局部搜索方法确定下一节点待选集合,依据蚁群算法原理确定优化意义下的下一路径节点。考虑到传统蚁群算法收敛慢、求解质量不高的问题,构造了局部信息素随蚂蚁聚集度自适应更新方法,进而提出了局部信息素自适应蚁群算法。经实验验证,在无障碍物环境下,与传统蚁群算法相比,自适应蚁群算法规划路径长度减少了15.27%,关节转角和减少了0.78%。在障碍物环境下,与传统蚁群算法相比,自适应蚁群算法规划路径长度减少了3.26%,关节转角和减少了2.21%。在实物机械臂上进行验证,实验结果与仿真结果一致,验证了这里提出的路径规划方法的有效性。