基于进化算法的工业机器人自动路径规划

陈旸CHEN Yang

（漳州职业技术学院智能制造学院，漳州 363000）

0 引言

随着人力成本的日益增加，工业机器人在工业生产领域的应用也愈加广泛，但是在采用工业机器人取代传统人力资源时，制约工业机器人生产效率提升的一个关键环节就是路径规划。若采用传统的示教方式进行工业机器人路径规划，一是需要耗费大量的人力与时间，二是由肉眼通过观察得出的规划路径未必是工业机器人的最优运动路径，因此，工业机器人路径规划就成为了工业机器人工业应用中一个非常重要的部分。

1 工业机器人自动路径规划进化算法

已有许多文献研究过了二维空间中机械手的进化算法路径规划[1-3]。染色体由轨迹点列表组成，表示笛卡尔空间中的点或机器人在某一点的关节轴角度，由浮点数或二进制数进行表示。在适应性计算中，许多课题研究都会综合考虑路径长度、轴移动角度、工具中心点（TCP）到目标位置的距离以及可能发生的碰撞。

进化算法（Evolutionary Algorithms）是一种基于种群的搜索算法，它模仿生物进化行为，通过适应性函数判断最优解[4]。进化算法基于达尔文的进化论[5]，通过选择算法遗传优秀特征[6]。不同种类的进化算法在染色体的表示上有所不同，例如遗传算法（GA）用二进制数表示染色体，进化策略用实数表示染色体。

进化算法的基本流程图如图1 所示。先进行种群初始化，然后使用适应性函数筛选出优秀个体，接下来执行交叉和变异操作，直到筛选出符合要求的个体或达到固定的迭代次数。……