机械臂的运动规划
如果你想要让机器人能帮你拿瓶子、做饭、收拾屋子等,就必须赋予机器人快速生成无碰撞、最优运动轨迹的能力,这就需要靠运动规划了。有人觉得运动规划已经很成熟了,无需再研究,但实际上,机械臂运动规划非常难…… 如 果你想要让机器人能帮你拿瓶子、做饭、收拾屋子等,就必须赋予机器人快速生成无碰撞、最优运动轨迹的能力,这就需要靠运动规划了。有人觉得运动规划已经很 成熟了,无需再研究,但实际上,机械臂运动规划非常难,之所以这么难,主要是因为规划问题的维度太高(具体后面分析),目前暂无兼顾实时性与最优性的规划 算法。 什么是运动规划(Motion Planning) 在上面四张图片中,左上角是机器人在抓取桌上的东西,这是我们实验室之前一个博士师兄的课题,主要就是机械臂通过轨迹规划抓取识别到的物体而不碰到 障碍物。右上角是蛋白质折叠过程,使用的是我们之后会提到的算法去规划它空间变化。左下角是《帝国时代2》的场景,我们在玩这类游戏的时候只需要点击一个 目标点,游戏人物就会自行找到可行的路径。最后一个是我们之前做过的一个机器人导航项目,通过激光雷达和算法机器人可在室内找到路径。从这四张图片我们可 以从中给运动规划得出一个定义: 在给定环境中,指定机器人起点与终点,计算出连接起点与终点,并满足一定约束条件(如避障)的轨迹。 从数学角度上看,移动机器人的路径规划( Path Planning