基于加速度二阶导数最小化的移动机器人轨迹规划

作     者：徐永胜 郑天江 Xu Yongsheng;Zheng Tianjiang

作者机构：宁波大学机械工程与力学学院浙江宁波315211 浙江省机器人与智能装配技术重点实验室浙江宁波315201 

出 版 物：《机械制造》 (Machinery)

年 卷 期：2024年第62卷第7期

页      面：18-27页

学科分类：08[工学] 0802[工学-机械工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

基　　金：浙江省自然科学基金资助项目(编号:LD22E050007) 宁波市科技创新2025重大专项(编号:2023Z041,2021Z020,2021Z068,2022Z065) 宁波市象山县科技计划项目(编号:2022B1021) 

主　　题：移动机器人 轨迹规划 自主导航 多约束求解 

摘      要：智能工厂对移动机器人的应用需求越来越多,轨迹规划是移动机器人的研究内容之一,对移动机器人的运动平稳性、连续性具有重要意义。现有的轨迹规划算法通常采用多段轨迹拼接的方法实现,在多段轨迹起始点和目标点拼接时容易导致整条轨迹速度和加速度曲线不光滑连续,尤其是在障碍物比较多的情况下,会产生速度、加速度、加加速度突变,导致移动机器人运动不平稳。通过建立优化系统模型,提出一种以加速度二阶导数最小化为优化目标,增加安全区域约束的多段轨迹拼接方法。仿真结果表明,通过这一方法可以获得一条满足高阶动力学约束的光滑连续轨迹,适用于移动机器人轨迹规划。