1.一种船舶舱室焊接机械臂避障运动路径规划方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一、设定两棵随机树的起点和目标点：根据机械臂的起点确定随机树T1的起点xstart1和随机树T2的目标点xgoal2，根据机械臂的焊接终点确定随机树T2的起点xstar2和随机树T1的目标点xgoal1；

步骤二、双向生长生成随机树：两个起点xstart1和xstar2与其各自对应的目标点xgoal1和xgoal2进行双向生长，分别生成两棵随机树T1和T2；

步骤三、生成采样点xrand并对其进行目标偏置：在工作空间中生成随机点，根据预设的概率P，将随机点分别向目标点xgoal1或目标点xgoal2偏置，分别得出预设概率P下的采样点xrand；

所述步骤三具体为：

由于RRT*算法在三维复杂环境下路径搜索存在随机性大和搜索时间长的问题，因此采用双目标偏置策略如式(1)来进行随机采样：   （1）

式中，rand为0～l问的随机数，p为设定的目标偏置阈值,size(map)为地图的大小；

当rand的值大于设定的目标偏置阈值时，将随机采样点作为采样点xrand；否则，将目标点xgoal1和xgoal2作为各自随机树的采样点xrand；

步骤四、寻找最近节点xnear：对于任一随机树T1或者T2，找到距离步骤三中每个采样点xrand最近的节点xnear，即与该采样点xrand距离最小的节点xnear；

步骤五、采用改进的人工势场函数为每个最近的节点xnear计算其所受的引力与斥力的合力Ft；

所述步骤五具体为：

目标点xgoal对最近节点xnear施加吸引力Fai，同时采样点xrand也对最近节点xnear施加吸引力Faj，在最近节点xnear周围的障碍物对其施加排斥力Fri，综合吸引力Fai和排斥力Faj，确定节点扩展的最终方向Ft：人工势场包括引力场函数Uatt如式(2)所示、斥力场函数Urep如式(3)所示，则合力势场函数如式(4)所示：     (2)

    (3)

    (4)

其中，Ka为引力因子；Kr为斥力因子；d为机械臂与障碍物的距离；d0为障碍物的斥力势场范围； Pr为机械臂末端的位置坐标；Pg为目标点位置坐标；a为改进因子，d(Pr‑Pg)为机械臂末端与目标点的相对距离；

每个最近的节点xnear所受的引力与斥力的合力Ft为： ；

步骤六、根据计算得到的合力Ft方向，从最近的节点xnear向该方向以固定步长s进行扩展，生成新节点 xnew；

步骤七、对生成的新节点xnew进行碰撞检测，即判断新节点xnew与其父节点的连接路径是否与障碍物发生干涉，若发生碰撞则放弃当前扩展，返回步骤三重新进行采样和扩展；若未发生碰撞则优化新节点 xnew与最近节点xnear之间的路径长度，进入步骤八；

步骤八、设定最大迭代次数nmax，重复执行步骤三至步骤七，在每次迭代中检查两棵随机树T1和T2是否成功生长并完成二者之间的路径连接，若在最大迭代次数nmax内，两棵随机树T1和T2路径成功连接，即两棵随机树从各自起点xstart1和xstar2向各自目标点xgoal1和xgoal2生长过程中相遇并连接时，生成初步路径，停止采样；若未能在最大迭代次数nmax内连接两棵树，则返回步骤三。

2.根据权利要求1所述的船舶舱室焊接机械臂避障运动路径规划方法，其特征在于：所述步骤七中优化新节点 xnew与最近节点xnear之间的路径长度具体为：将新节点xnew以任一最近节点xnear作为父节点加入与最近节点xnear对应的随机树T1或T2中；再以新节点xnew为中心，半径r的范围内搜索随机树T1或T2中的节点，选择能够使从起点xstart1和xstar2分别到新节点xnew路径最短的节点xmin，并将新节点xnew的父节点更新为xmin，以优化路径。

3.根据权利要求1所述的船舶舱室焊接机械臂避障运动路径规划方法，其特征在于：还包括对初步路径长度和转折次数的优化，具体为：遍历步骤八中初步路径中除了起点xstart1、目标点xgoal1以外的中间节点，移除部分中间节点，检查移除中间节点后的初步路径是否与障碍物无碰撞，若无碰撞，则更新初步路径，若发生碰撞则恢复中间节点，选择其他中间节点进行移除，直至初步路径与障碍物无碰撞，完成初步路径长度和转折次数的优化，另一起点xstar2、目标点xgoal2的初步路径采用相同的优化方法。

4.根据权利要求1所述的船舶舱室焊接机械臂避障运动路径规划方法，其特征在于：还包括对初步路径直线性的优化，具体为：对除了起点xstart1、目标点xgoal1以外的不相邻的两个中间节点进行路径连接，检查该路径是否与障碍物无碰撞，若无碰撞，则移除不相邻的两个中间节点之间的节点，并更新初步路径，若发生碰撞则取消该不相邻的两个中间节点的路径连接，重新选择不相邻的中间节点进行路径连接，直至连接路径未与障碍物碰撞，完成初步路径直线性的优化，另一起点xstar2、目标点xgoal2的初步路径采用相同的优化方法。

5.根据权利要求1所述的船舶舱室焊接机械臂避障运动路径规划方法，其特征在于：还包括对初步路径平滑度的优化，具体为：初步路径平滑度预优化：

从初步路径的目标点xgoal1开始，与除了起点xstart1以外的中间节点进行逐一连接，若目标点xgoal1与该中间节点的连接路径未与障碍物碰撞，则移除目标点xgoal1与该中间节点之间的所有节点，并更新路径，若目标点xgoal1与该中间节点的连接路径发生碰撞，则目标点xgoal1与上一个不发生碰撞的中间节点连接，并且将该发生碰撞的中间节点作为新的目标点重复上述连接步骤，直至连接路径未与障碍物碰撞，完成该路径初步平滑度的优化，该优化方法与从初步路径的目标点xgoal2开始，与除了起点xstar2以外的中间节点进行逐一连接的初步路径优化方法相同；

然后使用B样条曲线对初步路径平滑度预优化后的路径平滑拟合，具体为：

；

式中：Pi为曲线的控制点，Fi,k(t)为k阶B样条基函数。