类人移动操作机器人系统的运动规划

本文提出了一种高冗余非完整类人移动双臂操作器系统，并研究了实现“类人”自主导航与操作任务的运动规划。首先，提出一种改进的 MaxiMin NSGA-II 算法，通过优化五个目标函数同时解决奇异性、冗余性以及移动基座与机械臂之间的耦合问题，以设计操作目标物体的最优位姿。然后，为连接初始位姿与该最优位姿，设计了一种离线运动规划算法。具体而言，提出一种高效的直接连接双向 RRT 与梯度下降算法以大幅减少采样节点，并提出一种几何优化方法用于路径剪枝。此外，通过计算合理朝向并将其分配给移动基座来实现头部朝前行为，以改善人机交互质量。第三，通过引入实时感知、碰撞检测与控制周期以在动态环境中更新机器人运动，实现了向在线规划的扩展。第四，提出一种基于末端执行器经由点的多目标遗传算法，通过优化四个目标函数设计“类人”经由位姿。最后，通过大量仿真验证了所提算法的有效性。