[發(fā)明專利]基于遺傳混沌優(yōu)化算法的機(jī)器人軌跡規(guī)劃方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710113939.2
• 申請(qǐng)日: 2017-02-28
• 公開（公告）號(hào): CN106773739A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宋銳;張其萬;高峰;孟超;王懂;辛?xí)早?/a>;張曉濤;尚傳妮;王康麗
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東大學(xué)
• 主分類號(hào): G05B13/04
• 分類號(hào): G05B13/04
• 代理公司: 濟(jì)南圣達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司37221
• 代理人: 黃海麗

1.一種基于遺傳混沌優(yōu)化算法的機(jī)器人軌跡規(guī)劃方法，其特征是，包括，

步驟一，在笛卡爾空間內(nèi)在起始點(diǎn)和終止點(diǎn)內(nèi)進(jìn)行插補(bǔ)，得到一系列中間位置點(diǎn)；

步驟二，根據(jù)機(jī)器人建立D-H參數(shù)模型，求解在關(guān)節(jié)空間中各位置點(diǎn)的機(jī)器人各關(guān)節(jié)的角度值；

步驟三，在關(guān)節(jié)空間中初始化每?jī)蓚€(gè)節(jié)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔序列；

步驟四，構(gòu)造多項(xiàng)式插值關(guān)節(jié)空間經(jīng)過的角度值，控制各關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)形式；

步驟五，構(gòu)造時(shí)間最優(yōu)適應(yīng)度函數(shù)，在滿足限制條件下，采用基于遺傳混沌優(yōu)化算法的機(jī)器人軌跡規(guī)劃方法對(duì)時(shí)間間隔序列尋優(yōu)，直到滿足終止條件，輸出最優(yōu)時(shí)間間隔序列；

步驟六，規(guī)劃運(yùn)動(dòng)軌跡，完成既定運(yùn)動(dòng)。

2.如權(quán)利要求1所述基于遺傳混沌優(yōu)化算法的機(jī)器人軌跡規(guī)劃方法，其特征是，所述步驟一中用圓弧插補(bǔ)和/或直線插補(bǔ)方法插補(bǔ)末端執(zhí)行器要經(jīng)過的路徑。

3.如權(quán)利要求1所述基于遺傳混沌優(yōu)化算法的機(jī)器人軌跡規(guī)劃方法，其特征是，所述步驟二中用逆運(yùn)動(dòng)學(xué)的方法求解在關(guān)節(jié)空間中各位置點(diǎn)的機(jī)器人各關(guān)節(jié)的角度值。

4.如權(quán)利要求1所述基于遺傳混沌優(yōu)化算法的機(jī)器人軌跡規(guī)劃方法，其特征是，所述步驟三中，時(shí)間間隔序列為大于零的一固定的數(shù)值。

5.如權(quán)利要求1所述基于遺傳混沌優(yōu)化算法的機(jī)器人軌跡規(guī)劃方法，其特征是，所述步驟四中，構(gòu)造四次多項(xiàng)式插值關(guān)節(jié)空間經(jīng)過的角度值。

6.如權(quán)利要求1所述基于遺傳混沌優(yōu)化算法的機(jī)器人軌跡規(guī)劃方法，其特征是，所述步驟五中，在機(jī)器人運(yùn)行平穩(wěn)的情況下，要求機(jī)器人運(yùn)行時(shí)間最短，限定條件包括：關(guān)節(jié)速度和加速度不大于關(guān)節(jié)速度和加速度的額定限定值。

7.如權(quán)利要求1所述基于遺傳混沌優(yōu)化算法的機(jī)器人軌跡規(guī)劃方法，其特征是，所述步驟五中，時(shí)間最優(yōu)適應(yīng)度函數(shù)為

式中i為關(guān)節(jié)的位置節(jié)點(diǎn)；h_i為兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的運(yùn)行時(shí)間；n＝4；ε₀，ε₁，ε₂為加權(quán)系數(shù)，為懲罰函數(shù)。

8.如權(quán)利要求7所述基于遺傳混沌優(yōu)化算法的機(jī)器人軌跡規(guī)劃方法，其特征是，懲罰函數(shù)的設(shè)定為：

$f_{penalty}^0=\left\{\begin{array}{c}1,\max \left|\mathrm{\θ}\right|\≥{\mathrm{\θ}}_{i\max }\\ 0,others\end{array}\right.;f_{penalty}^1=\left\{\begin{array}{c}1,\max \left|\stackrel{\·}{\mathrm{\θ}}\right|\≥{\stackrel{\·}{\mathrm{\θ}}}_{i\max }\\ 0,others\end{array}\right.;f_{penalty}^2=\left\{\begin{array}{c}1,\max \left|\stackrel{\·\·}{\mathrm{\θ}}\right|\≥{\stackrel{\·\·}{\mathrm{\θ}}}_{i\max }\\ 0,others\end{array}\right.;$

θ_imax表示關(guān)節(jié)的最大位移，θ表示關(guān)節(jié)空間中的路徑點(diǎn)，表示機(jī)器人各關(guān)節(jié)速度和加速度的額定限定值；表示機(jī)器人各關(guān)節(jié)的速度和加速度。