摘要:針對(duì)蘋果采摘任務(wù)中因自然環(huán)境復(fù)雜造成的機(jī)械臂路徑規(guī)劃時(shí)間長(zhǎng),、效率低,、成功率低等問題,提出一種改進(jìn)的融合切換路徑動(dòng)態(tài)規(guī)劃算法,。該算法以RRT算法為基礎(chǔ),,引入動(dòng)態(tài)閾值的目標(biāo)偏置采樣策略與人工勢(shì)場(chǎng)法,通過引力場(chǎng)與斥力場(chǎng)改變新節(jié)點(diǎn)的生成位置,,增加采樣的目的性并提高收斂速度,;在斥力勢(shì)場(chǎng)系數(shù)中引入相對(duì)距離,通過與目標(biāo)點(diǎn)之間的距離來克服目標(biāo)不可達(dá)的問題,;為增強(qiáng)算法的魯棒性,,設(shè)定閾值劃分區(qū)域空間,根據(jù)當(dāng)前節(jié)點(diǎn)所在位置動(dòng)態(tài)切換至FGA-RRT(Failure-guided adaptive sampling region RRT algorithm)算法搜索,,解決狹窄通道的問題,,提高規(guī)劃成功率;基于貪心算法對(duì)所得路徑樹進(jìn)行優(yōu)化處理,,去除冗余節(jié)點(diǎn),,進(jìn)一步縮短路徑長(zhǎng)度并優(yōu)化路徑平滑度,保證采摘機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性,。分別對(duì)RRT算法,、RRT*算法、GB-RRT算法,、普通融合算法和改進(jìn)的融合切換算法,,在簡(jiǎn)單障礙、狹窄通道,、復(fù)雜障礙以及簡(jiǎn)單三維空間等不同環(huán)境中進(jìn)行仿真分析,,結(jié)果表明:改進(jìn)的融合切換算法在不同環(huán)境中都具有良好的適應(yīng)性,規(guī)劃效率高,,迭代次數(shù)少,,路徑質(zhì)量高?;诹珠g蘋果園生長(zhǎng)環(huán)境,,搭建6自由度機(jī)械臂仿真實(shí)驗(yàn)室環(huán)境,進(jìn)行避障采摘路徑規(guī)劃試驗(yàn),,改進(jìn)的融合切換算法采摘效率比RRT算法提升74.74%,,路徑長(zhǎng)度減少32.03%,采摘成功率提高8個(gè)百分點(diǎn)。試驗(yàn)結(jié)果表明本文算法在多變的蘋果采摘場(chǎng)景中有更強(qiáng)的搜索能力,。