Construction of three-dimensional motion trajectories for anthropomorphic mechanism

Abstract

Рассматривается задача построения трехмерной траектории движения двуногого механизма в пространстве с препятствиями. По известной карте местности, определяемой набором прямоугольных препятствий, и заданным начальной и конечной точках искомого маршрута вычисляется последовательность положений механизма в пространстве. В каждый момент времени полный набор обобщенных координат робота вычисляется по положениям ступней. Для решения задачи применяется алгоритм быстрорасширяющихся деревьев (Rapidly expanding Random Trees, RRT). Рассмотрен способ ускорения работы алгоритма RRT с помощью построения дополнительного поискового KD-дерева. Подробно рассмотрена процедура определения столкновений ступней робота с препятствиями.

The calculation of three-dimensional trajectory for a two-legged mechanism in a space with known obstacles is considered. According to the known map, determined by a set of rectangular obstacles, and given initial and final points of the desired route, a sequence of positions of the mechanism in space is computed. At each moment of time, the complete set of generalized robot coordinates is calculated from the positions of the feet. To solve the problem, the algorithm of rapidly expanding trees (RRT) is applied. A method for accelerating the operation of the RRT algorithm using the construction of an additional search KD-tree is considered.