Lifting operations of mobile cranes are one of the commonly-seen and most important activities for prefabrication housing production (PHP) on sites. However, relevant operations are normally based on the experience of operators or project managers, this often leads to low efficiency as well as high accident rate due to dynamic and complex construction sites. Thus, it is important and necessary to develop an appropriate approach to the lifting planning of mobile cranes so as to guide on-site operations. This paper proposes an improved Rapidly-exploring Random Tree (RRT) algorithm for lifting path planning of mobile cranes. Considering the critical role of Nearest Neighbor Search (NNS) in the implementation of RRT algorithm, a novel strategy for searching the nearest neighbor is developed, i.e., Generalized Distance Method and Cell Method. Both methods are tested in simulation-based experiments. The results show that 1) the Generalized distance method not only reduces the search time, but also unifies the unit of distance measurement and clarifies the physical meaning of distance; 2) the Cell method dramatically reduces the traversal range as well as the search time; and 3) both methods improve the quality of lifting path planning of mobile cranes. This improved RRT algorithm enables rapid path planning of mobile cranes in a dynamic and complex construction environment. The outcomes of this research not only contribute to the body of knowledge in spatial path planning of crane lifting operations, but also have the potential of significantly improving efficiency and safety in crane lifting practices.

移动式起重机的起重作业是现场预制房屋生产 (PHP) 中常见且最重要的活动之一。然而，相关操作通常是基于操作员或项目经理的经验，由于施工现场动态复杂，这往往导致效率低下和事故率高。因此，制定适当的移动式起重机起重规划方法以指导现场操作是重要且必要的。本文提出了一种改进的快速探索随机树（RRT）算法，用于移动起重机的提升路径规划。考虑到最近邻搜索(NNS)在RRT算法实现中的关键作用，提出了一种搜索最近邻的新策略，即广义距离法和单元法。这两种方法都在基于模拟的实验中进行了测试。结果表明：1）广义距离法不仅减少了搜索时间，而且统一了距离度量单位，明确了距离的物理意义；2）Cell方法大大减少了遍历范围和搜索时间；3) 两种方法都提高了移动式起重机提升路径规划的质量。这种改进的 RRT 算法可以在动态复杂的施工环境中快速规划移动式起重机的路径。这项研究的成果不仅有助于起重机起重作业空间路径规划的知识体系，而且有可能显着提高起重机起重实践的效率和安全性。结果表明：1）广义距离法不仅减少了搜索时间，而且统一了距离度量单位，明确了距离的物理意义；2）Cell方法大大减少了遍历范围和搜索时间；3) 两种方法都提高了移动式起重机提升路径规划的质量。这种改进的 RRT 算法可以在动态复杂的施工环境中快速规划移动式起重机的路径。这项研究的成果不仅有助于起重机起重作业空间路径规划的知识体系，而且有可能显着提高起重机起重实践的效率和安全性。结果表明：1）广义距离法不仅减少了搜索时间，而且统一了距离度量单位，明确了距离的物理意义；2）Cell方法大大减少了遍历范围和搜索时间；3) 两种方法都提高了移动式起重机提升路径规划的质量。这种改进的 RRT 算法可以在动态复杂的施工环境中快速规划移动式起重机的路径。这项研究的成果不仅有助于起重机起重作业空间路径规划的知识体系，而且有可能显着提高起重机起重实践的效率和安全性。也统一了距离的计量单位，明确了距离的物理意义；2）Cell方法大大减少了遍历范围和搜索时间；3) 两种方法都提高了移动式起重机提升路径规划的质量。这种改进的 RRT 算法可以在动态复杂的施工环境中快速规划移动式起重机的路径。这项研究的成果不仅有助于起重机起重作业空间路径规划的知识体系，而且有可能显着提高起重机起重实践的效率和安全性。也统一了距离的计量单位，明确了距离的物理意义；2）Cell方法大大减少了遍历范围和搜索时间；3) 两种方法都提高了移动式起重机提升路径规划的质量。这种改进的 RRT 算法可以在动态复杂的施工环境中快速规划移动式起重机的路径。这项研究的成果不仅有助于起重机起重作业空间路径规划的知识体系，而且有可能显着提高起重机起重实践的效率和安全性。这种改进的 RRT 算法可以在动态复杂的施工环境中快速规划移动式起重机的路径。这项研究的成果不仅有助于起重机起重作业空间路径规划的知识体系，而且有可能显着提高起重机起重实践的效率和安全性。这种改进的 RRT 算法可以在动态复杂的施工环境中快速规划移动式起重机的路径。这项研究的成果不仅有助于起重机起重作业空间路径规划的知识体系，而且有可能显着提高起重机起重实践的效率和安全性。