[发明专利]一种避障任务无关人工势场引导的避障路径规划方法

权利要求书

1.一种避障任务无关人工势场引导的避障路径规划方法，其特征在于，所述方法步骤包括：

(1)考虑空间机械臂使用代价，选用机械臂能耗、末端速度、摩擦磨损作为优化目标，在此基础上提出一种引入速度极限的最小奇异值指标；

(2)考虑所述引入速度极限的雅各比矩阵最小奇异值、机械臂可操作度、条件数、关节极限，提出一种考虑机械臂操作代价的梯度势场离线构建方法；

(3)使用构建的梯度势场引导RRT算法中的随机树进行拓展，规划得出空间机械臂的无障碍运行路径。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，考虑空间机械臂使用代价，选用机械臂能耗、末端速度、摩擦磨损作为优化目标，在此基础上提出一种引入速度极限的最小奇异值指标，包括：考虑空间机械臂使用代价，选用机械臂能耗、末端速度、摩擦磨损作为优化目标，在此基础上提出的引入速度极限的最小奇异值指标为：

其中，σ_j为机械臂雅克比矩阵奇异值，j＝1,2,3,...,n，n为机械臂自由度数；当某几个奇异值σ_j远小于其他奇异值σ_k时，即σ_j＜＜σ_k，j＝n,n-1,..,t，k＝t-1,t-2,..,2,1，其中，t为正整数，且t∈(1,n]，对所有σ_j，j＝n,n-1,..,t，计算σ_jv_j'^Tv_j；其中v_j为将雅克比矩阵奇异值分解后，J(q)＝U∑V^T，矩阵V中对应σ_j的第j个列向量，v_j'为v_j方向上的一个向量，v_j'的每一分量都小于关节角速度极限，且v_j'的某一分量等于关节角速度极限；σ_jmv_jm'^Tv_jm为所有σ_jv_j'^Tv_j中的最小值，j＝n,n-1,..,t。