基于GA-PSO的地砖铺设机器人作业点优化

张帅，陈柏 ，鞠锋，席万强

(1. 南京航空航天大学 机电学院，江苏 南京 210016； 2. 南京信息工程大学 滨江学院，江苏 无锡 214000)

0 引言

近年来，随着经济建设水平的不断提高，建筑行业正在持续高速发展。然而随着我国老龄化的不断加重，造成了眼下的建筑行业劳动力短缺、劳动生产率低下等问题[1]。为了打破这种困局，大力发展建筑机器人以改变传统作业模式势在必行。而地砖铺设作为房屋、楼宇建造中不可或缺的部分，基于当前的机器人技术，发展应用于地砖铺设作业的机器人是很有必要的[2]。

通常，应用于地砖铺设的建筑机器人是由地面移动模块(如移动小车)以及空间作业的机械臂组成，亦可称为移动机械臂，其作业方式是由两个独立的运动模块协调完成的，因而如何规划移动小车与机械臂的运动完成指定的任务是很重要的[3]。一般情况下，移动小车是先行驶到靠近目标点的位置停下，然后位于小车上的机械臂进行后续作业。国内外学者针对移动机械臂作业路径规划问题，展开了相关研究。

然而，在移动小车路径规划中，作业点的选择，目前还没有相关的研究。本文将针对此问题，研究使机械臂获得最高灵活性，旨在得到移动机器人最佳的作业点位姿。文中主要介绍灵巧度和遗传粒子群混合算法；描述了地砖铺设机器人作业过程；以机械臂最大可操作度为目标，优化了移动小车的作业点位姿，并做了相关仿真验证。

1 灵巧度分析

地砖铺设移动机器人由移动小车和机械臂组成，如图1所示。……