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碰撞检测是确保多机器人安全有序进行协同工作的有效途径,其可提高多机器人作业节拍、高效利用作业空间能力。在多机器人轨迹规划中,研究快速碰检测算法实现提高多机器人轨迹规划效率,具有重大技术经济效益。围绕实现多机器人间快速碰撞检测,对碰撞检测算法及其仿真实验进行深入研究,主要研究内容包括:(1)建立多机器人碰撞检测虚拟仿真环境。针对现有商业软件无法建立多机器人碰撞检测实验环境,提出基于OpenGL自主开发多机器人虚拟仿真软件。在该仿真软件中嵌入多种碰撞检测算法,进行多机器人间碰撞检测实验,对比分析算法检测效率,实现检测过程可视化。(2)提出混合包围体层次树碰撞检测算法。针对机器人为多个刚性关节串联而成,且关节为细长杆件,借鉴包围体层次树这一加速技术,提出三层结构混合包围体层次树构建机器人碰撞检测算法。通过六种混合包围体层次树的仿真实验,得出基于LSS基元的AABB混合包围体多层层次树的碰撞检测效率最高(23.205ms),它是RAPID算法的5倍。(3)实现混合包围体层次树碰撞检测算法并行计算。基于多核处理器高的计算性能,提出采用OpenMP将原有混合包围体层次树层次结构设计成并行结构,实现混合包围体层次树碰撞检测算法并行计算。并在Inter i5四核处理器硬件平台上进行实验,实验结果是中低层并行下的混合包围体层次树相比原有混合包围体层次树的碰撞检测效率提高2倍左右;表明所提出的并行架构能有效提高碰撞检测算法计算效率。(4)搭建实体机器人碰撞检测实验平台。采用上位机、控制器、伺服驱动器和伺服电机模式设计机器人电控部分,搭建机器人碰撞检测实验平台。基于OpenGL和Parker控制器开发库,开发机器人上位机控制软件实现对6自由度机器人的运动控制。在上位机控制软件中嵌入碰撞检测算法,实验测试结果是在机器人和障碍物碰撞前,软件可以给出碰撞警告,并控制机器人在与环境中障碍物发生碰撞前停止运动。实验结果表明所提出的混合包围体层次树碰撞检测算法是有效的,适用于机器人的碰撞检测,能为机器人提供安全保障。