Page 43 - 工业机器人控制技术研究

第一章 工业机器人的发展

法、修型 / 射靶算法、改进 DDPG 算法和改进 PSO 算法，可以使得求解速度更快、
消耗时间更少，路径规划效率更高。基于能量最优的路径规划方式引入的智能算
法有改进 AD* 算法、启发式 ECA* 算法，可以使得机器人的能耗降低，生产成

本降低。基于路径最优的路径规划
引入的智能算法有基于梯度的机器人检查优化算法、多目标萤火虫算法、改
进 A* 算法、快速扩展树算法、改进蚁群算法、多种群多速度粒子群算法、势场 -
蚁群融合算法等，这些算法的加入，使得路径更短、路径总长度减少、运行更加

平稳、提高了生产效率。基于最小冲击的路径规划引入的智能算法有改进 TEB
算法、改进人工势场算法等，可以降低力矩突变造成的振动与冲击，能够使机器
人运动更加平滑。
国际上轨迹规划方面近两年主要以基于时间最优和基于路径最优研究为主，

基于时间最优引入的算法有自适应蚁群算法、积分强化学习算法等，使机器人的
全局路径优化能力增强、路径规划时间减少、实时性与稳定性提高。基于路径最
优的智能算法有 RRT-Connect 算法、基于梯度的机器人检查优化算法、多目标优
化算法、多目标萤火虫算法、快速扩展树算法等，能够明显减少路径长度。

（2）轨迹规划
轨迹规划一般指多关节机器人的轨迹规划问题，多机器人系统的轨迹规划与
单个机器人轨迹规划的方法与原理类似。轨迹是由时间、位置、速度参数化后的
状态空间序列，轨迹规划就是发现满足其运动学、动力学约束、避障条件、交通

规则约束和舒适性约束的状态空间序列。轨迹规划是工业码垛机器人运动规划的
重要部分，码垛机器人的运动应当平稳且连续，不平稳的运动会加速零件的磨损、
导致码垛机器人的振动和冲击，影响使用寿命和精度。单机器人轨迹规划分为关
节空间轨迹规划和直角坐标空间轨迹规划，关节空间轨迹规划是指将所有的关节

变量表示为时间的函数，用这些关节函数预测机器人的运动，直角坐标空间轨迹
规划是将手爪的姿势、位置、速度、加速度等表示为时间的函数，通过逆运动学
求出速度、加速度、位置等信息。关节空间轨迹规划生成的值为关节值，而直角
坐标空间轨迹生成的值是末端执行机构的位姿，还需要求解逆运动方程才能得到

关节值。
关节空间运动规划是为了使得关节空间的轨迹更加平滑、连续且冲击较小。
进行规划时，需要给定机器人在起始位置和终止位置的机械手的位置和姿态，在

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