[發(fā)明專(zhuān)利]基于貝塞爾曲線的機(jī)器人路徑規(guī)劃方法及裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010139091.9
• 申請(qǐng)日: 2010-03-31
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102207736A
• 公開(kāi)（公告）日: 2011-10-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王碩;譚民;胡峰
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院自動(dòng)化研究所
• 主分類(lèi)號(hào): G05D1/00
• 分類(lèi)號(hào): G05D1/00
• 代理公司: 中科專(zhuān)利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 梁愛(ài)榮

1.一種基于貝塞爾曲線的機(jī)器人路徑規(guī)劃方法，其特征在于，該機(jī)器人路徑規(guī)劃方法的步驟如下：

步驟S1：機(jī)器人路徑規(guī)劃參數(shù)輸入單元設(shè)定機(jī)器人狀態(tài)參數(shù)和約束條件、路徑離散化最小時(shí)間分辨率；

步驟S2：機(jī)器人路徑生成單元依據(jù)機(jī)器人狀態(tài)參數(shù)生成一組由四個(gè)4維向量組成的貝塞爾曲線控制點(diǎn)P₁、P₂、P₃和P₄，規(guī)劃出機(jī)器人起點(diǎn)位置到目標(biāo)點(diǎn)位置的連續(xù)路徑；其中4維向量由空間三維坐標(biāo)和一維時(shí)間坐標(biāo)組成；規(guī)劃的路徑也由包含空間三維坐標(biāo)和一維時(shí)間坐標(biāo)的4維坐標(biāo)描述；

步驟S3：路徑點(diǎn)參數(shù)計(jì)算單元按路徑離散化最小時(shí)間分辨率形成時(shí)間點(diǎn)序列，再依據(jù)連續(xù)路徑計(jì)算離散化路徑，即計(jì)算各時(shí)間點(diǎn)處路徑點(diǎn)坐標(biāo)、速度、加速度和轉(zhuǎn)彎半徑；

步驟S4：路徑點(diǎn)參數(shù)檢測(cè)單元依據(jù)約束條件檢測(cè)與時(shí)間點(diǎn)相應(yīng)的各路徑點(diǎn)處的速度、加速度、轉(zhuǎn)彎半徑是否滿足約束條件，如果不滿足約束條件，則跳轉(zhuǎn)至步驟S2，重新生成控制點(diǎn)；如果滿足約束條件，則跳轉(zhuǎn)至步驟S5；

步驟S5：規(guī)劃路徑輸出單元輸出規(guī)劃的滿足約束條件的機(jī)器人路徑。

2.根據(jù)權(quán)利要求1的路徑規(guī)劃方法，其特征在于，所述機(jī)器人狀態(tài)參數(shù)包括機(jī)器人起點(diǎn)位置坐標(biāo)(x_s，y_s，z_s)、起點(diǎn)位置處的速度(v_s^x，v_s^y，v_s^z)，機(jī)器人期望到達(dá)的目標(biāo)點(diǎn)位置坐標(biāo)(x_g，y_g，z_g)、到達(dá)目標(biāo)點(diǎn)位置時(shí)的速度(v_g^x，v_g^y，v_g^z)，期望的到達(dá)時(shí)間t_f；約束條件包括機(jī)器人的最大速度v_max和最小速度v_min、最大加速度a_max和最小加速度a_min、最小轉(zhuǎn)彎半徑R_min；其中期望的到達(dá)時(shí)間t_f是指機(jī)器人從起點(diǎn)位置坐標(biāo)運(yùn)動(dòng)到目標(biāo)點(diǎn)位置坐標(biāo)期望花費(fèi)的時(shí)間。

3.根據(jù)權(quán)利要求1的路徑規(guī)劃方法，其特征在于，采用所述貝塞爾曲線描述路徑的三維空間坐標(biāo)和一維時(shí)間坐標(biāo)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1的路徑規(guī)劃方法，其特征在于，利用機(jī)器人起點(diǎn)位置坐標(biāo)、期望到達(dá)的目標(biāo)點(diǎn)位置坐標(biāo)和期望的到達(dá)時(shí)間t_f確定貝塞爾曲線的控制點(diǎn)P₁和P₄。