基于VR 的无人车间桥式起重机路径规划研究

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桥式起重机（以下简称桥机）是一种在仓库、车间、码头等场所应用广泛的起重运输机械。当前，对一些具有高度危险性和对人体产生健康威胁的如核废料处理、金属冶炼等工作场所[1]，桥机无人化运行的重要性越来越凸显。

科学合理的对桥机或其下吊载的运行路径进行规划是解决其操控无人化的重要问题。刘少有[2]等借助真机操作，实地探查理论的可行性，这种方法虽然能及时获取反馈和调整原有理论，但却造成了能源、成本和时间上的浪费，使得整体研究的效果不佳；更多的学者则是借助计算机技术，建立数据模型，用数据仿真作为研究桥机运行的媒介。在此方面，国内外学者做了大量的研究，魏云平[3]等在Matlab 仿真平台对桥机的二维栅格地图路径拐点作等效距离处理，得到了改进遗传算法后的最优路径；杜文正[4]等将机器人路径规划技术引入到桥机负载运动的轨迹规划中，将转载场地的三维空间信息转化为二维栅格地图，利用遗传算法进行了运动轨迹的优化仿真；Frank Taylor[5]等借助虚拟现实技术验证了利用桥机进行重型机械虚拟装配的有效性，确定了虚拟环境中桥机附加载荷后的模拟运动与实际桥机附加载荷后运动间存在相关性。国内外学者的研究主要集中在二维平面的仿真研究，在空间三维领域以及模拟显示方面，桥机的运行规划研究仍显不足。……