决策树算法在机械臂碰撞规避方法中的应用

作     者：贾佳 王俊 JIA Jia;WANG Jun

作者机构：开封大学机械与汽车工程学院河南开封475004 河南大学人工智能学院河南郑州450046 

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

年 卷 期：2024年第395卷第1期

页      面：236-241页

学科分类：12[管理学] 1201[管理学-管理科学与工程(可授管理学、工学学位)] 08[工学] 080202[工学-机械电子工程] 0804[工学-仪器科学与技术] 0802[工学-机械工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

基　　金：河南省科技攻关项目—4SD—800联合大蒜收获机的研制与试验分析(202102110272) 

主　　题：机械臂 决策树算法 二次投影法 包围盒 运动学结构 浓度函数 

摘      要：针对机械臂在复杂环境作业时,由于碰撞规避方法的碰撞检测效果差、障碍物规避效果不佳,导致机械臂频繁发生碰撞的问题,提出一种应用决策树算法的机械臂碰撞规避方法。通过分析机械臂运动学结构,获取机械臂运动学方程,结合二次投影法将机械臂碰撞过程,简化为三维视角下包围盒相交情况的判断过程,检测机械臂碰撞情况,通过浓度函数采集三维空间中包围盒预计位移信息,建立基于预计位移信息的决策树模型,获取机械臂碰撞规避行为最优决策信息,实现机械臂规避碰撞。实验结果表明,应用决策树算法的机械臂碰撞规避方法仅需0.29s有效检测出碰撞,在复杂环境下,规划的碰撞规避路线中机械臂与障碍物未发生碰撞,因此,该方法有效提高了机械臂碰撞规避的效果。