概率路线图及其对协作机器人安全的影响

在仓库、生产设施和其他使用协作机器人的工业空间中，清晰、自由的工作空间很少。有时，协作机器人被推入比原计划更小的工作单元。有时候，除了在比原计划更靠近协作机器人的地方，没有其他地方可以堆放材料。

什么是概率路线图?

概率路线图(PRMs)有助于为协作机器人创建无碰撞路径。“概率”一词指的是构型空间中随机点的集合，规划者知道协作机器人可以在其中安全移动。如果在整个工作空间中以固定的间隔放置点，则称为“均匀”放置。

PRMs首先创建整个机器人工作空间的路线图。这张地图与基于智能手机应用程序中编程的路点的GPS方向列表没有太大区别。一旦生成了工作空间的地图，就可以根据需要创建新的路线和运动，而无需重新生成地图。

PRM算法阶段

PRM算法有两个独立的阶段。要设置PRM，必须配置三个属性:样本数量、每个样本的边数和机器人步长。样本的数量为协作机器人提供了一个更详细的移动空间。每个样本的边缘也有助于地图的细节和精度。最后，机器人步骤决定了每一步允许移动多少。更大的步幅更有可能导致碰撞。

在构建阶段，PRM计划者在机器人工作空间的自由空间中随机放置一个“样本”。该算法测试样本与周围样本之间的路径。当协作机器人沿着路径分步骤移动时，规划器会检查是否会发生碰撞。如果路径清晰，它会将路径作为边缘添加到路线图中。

查询阶段是协作机器人操作员在构建PRM时最常使用的阶段。作业者向规划器提供两个目标:起点和终点。规划师然后使用路线图在点之间创建一条无冲突的路径。规划器使用“Dijkstra的最短路径查询”(Dijkstra的算法查找图中节点之间的最短路径，例如，可以表示道路网络)来确保最大速度和效率。

本文最初发表于机器人在线博客。机器人工业协会(RIA)是CFE Media内容合作伙伴推进自动化协会(A3)的一部分。

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