机器人技术现代制造工程(ModernManufacturingEngineering)2025年第6期
基于混合遗传粒子群算法的机器人关节空间
轨迹规划?
李建儒,龚堰珏,赵罘
(北京工商大学计算机与人工智能学院,北京100048)
摘要:为实现对矿用刮板的激光熔覆修复,针对保持激光熔覆机器人作业过程高效稳定的问题,根据机器人的运动学特
性,研究了关节空间的轨迹规划方法,提出了一种混合遗传粒子群算法。该方法基于粒子群算法,通过构造自适应惯性
权重和动态学习因子,引入遗传算法中的交叉和变异行为,使用3-5-3多项式插值法将轨迹拟合到机器人的关节空间
中。将混合遗传粒子群算法、混沌粒子群算法和标准粒子群算法进行对比,获得最优插值时间后,在MATLAB软件中进
行仿真,各个关节的位置、速度、加速度随时间变化的过程保持在理想的连续性区间内,实现了关节空间中的时间最优
运动规划,最优时间由标准粒子群算法的5.0580s减小到4.6330s,机械臂轨迹规划时间缩短了8.4%,验证了所提算
法在激光熔覆机器人修复矿用刮板的轨迹规划中的可行性。
关键词:矿用刮板;时间最优;轨迹规划;粒子群算法;遗传算法;机械臂
中图分类号:TH164文献标志码:A文章编号:1671-3133(2025)06-0084-08
DOI:10.16731/ki.1671-3133.2025.06.009
Jointspacetrajectoryplanningofrobotbasedonhybridgenetic
particleswarmoptimization
LIJianru,GONGYanjue,ZHAOFu
(SchoolofComputingandArtificialIntelligence,BeijingTechnologyandBusinessUniversity,
Beijing100048,China)
Abstract:Inordertorealiselasercladdingrepairofminingscrapers,fortheproblemofmaintaininghighefficiencyandstability
oflasercladdingrobotsduringoperation,thetrajectoryplanningmethodinthejointspacewasstudiedaccordingtothekinematic
characteristicsoftherobots,andahybridgeneticparticleswarmoptimizationalgorithmwasproposed.Basedontheparticleswarm
optimizationalgorithm,themethodintroducedthecrossoverandmutationbehavioursinthegeneticalgorithmbyconstructinga-
daptiveinertiaweightsanddynamiclearningfactors,andfittedthetrajectoryintothejointspaceoftherobotusing3-5-3polyno-
mialinterpolation.Thehybridgeneticparticleswarmoptimizationalgorithm,chaoticparticleswarmoptimizatio