DOI：10.3969/j.issn.1672-3872.2025.12.004
基金项目：江苏省高等学校基础科学（自然科学）研究项目（23KJA460008）；南京工程学院校级科研基金项目（CKJA202104）；江苏省先进数控技术重点实验室开放项目（SYKJ2102）
作 者：刘 坤 1，2 ，黄程菲 1 ，吉宏亚 1 ，石建全 1
（1. 南京工程学院自动化学院，江苏 南京 211100；2. 江苏省先进数控技术重点实验室，江苏 南京 210046）
摘 要：【目的】解决传统RRT算法采样存在的规划时间长、路径冗余等问题，提高路径规划效率。【方法】提出了一种改进RRT*-Connect避障路径规划算法。首先，通过引入随机点半目标导向策略，找到连接起始点与目标点的初始节点组，平衡探索与拓展之间的权重。其次，采用目标偏置函数，在当前最优路径的周边范围进行新节点动态采样，优化密化当前节点树。在此基础上，提出了一种近障碍物节点重选取策略，并与人工势场法相结合，提高随机树路径规划的适应性和效率。最后，在MATLAB软件中进行了三维算法的模拟实验，并基于Linux系统对ER3A-C60工业机械臂进行了物理实验验证。【结果】1）在固定障碍物实验环境中，改进RRT*-Connect算法相比于原RRT*-Connect算法，平均收敛时间减少了51.13%，平均路径长度缩短了1.7%，节点数减少了55.62%。2）在随机障碍物复杂实验环境下，改进RRT*-Connect算法相较于原RRT*-Connect算法，平均收敛时间减少了62.4%，平均路径长度缩短了38 mm，成功率达到98%。3）改进算法应用于机器人操作系统，机械臂可以平滑稳定地避开障碍物到达目标点，平均规划时间为3.704 9 s，证明了改进算法在机械臂应用上的有效性。【结论】改进算法能够在真实机械臂上较好地实现避障运动规划，完成各种复杂果园场景的作业任务，有助于提高农业生产效率和质量。
关键词：机械臂；路径规划；RRT*-Connect
引文信息：[1]刘坤，黄程菲，吉宏亚，等.基于改进RRT*-Connect的采摘机械臂避障路径规划算法研究[J].南方农机，2025，56(12)：17-22.
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