[發明專利]利用虛擬現實手柄確定機器人軌跡的規劃方法及系統

有效

• 申請號: 201710515072.3
• 申請日: 2017-06-29
• 公開（公告）號: CN107214702B
• 公開（公告）日: 2020-02-07
• 發明（設計）人: 王碩;張少林;景奉水;王宇;譚民
• 申請（專利權）人: 中國科學院自動化研究所
• 主分類號: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16
• 代理公司: 11482 北京瀚仁知識產權代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 郭文浩;王世超

1.一種利用虛擬現實手柄確定機器人軌跡的規劃方法，其特征在于，所述規劃方法包括：

在第一個采樣周期內，獲取虛擬現實手柄的初始手柄位姿和機器人的初始位姿，并獲取所述虛擬現實手柄的當前手柄位姿；

對所述初始手柄位姿和當前手柄位姿進行預處理得到虛擬現實手柄的位姿增量，并轉換為機器人的位姿增量；

根據所述機器人的初始位姿及位姿增量確定機器人的目標位姿；

將表征所述機器人的目標位姿的離散點連成折線，在任意相鄰的兩條折線之間插入過渡段軌跡進行平滑處理，得到平滑曲線，其中，所述平滑曲線包括位置曲線和姿態曲線；

對所述平滑曲線進行位姿插補，得到離散的插補點，所述插補點的連線為所述機器人的運行軌跡。

2.根據權利要求1所述的利用虛擬現實手柄確定機器人軌跡的規劃方法，其特征在于，所述規劃方法還包括：

根據所述插補點進行逆運動學計算，確定關節控制指令，以控制機器人按照所述運行軌跡運動。

3.根據權利要求1所述的利用虛擬現實手柄確定機器人軌跡的規劃方法，其特征在于，對所述初始手柄位姿和當前手柄位姿進行預處理得到手柄的位姿增量，并轉換為機器人的位姿增量，具體包括：

通過低通濾波器對所述當前手柄位姿V_h進行低通濾波，獲得濾波后的手柄位姿V′_h；

根據以下公式，計算手柄虛擬現實手柄的位姿增量

其中，初始手柄位姿為V_hp0是虛擬現實手柄的初始位置向量，V_ho0是虛擬現實手柄的初始姿態向量；ΔV_hp為虛擬現實手柄的位置增量，ΔV_ho為虛擬現實手柄的姿態增量，

根據以下公式，對虛擬現實手柄的位姿增量按縮放比例進行縮放，確定所述機器人的位姿增量

其中，ΔV_rp為機器人的位置增量，ΔV_ro為機器人的姿態增量，r_p為位置的縮放比例，r_o為姿態的縮放比例，r_p和r_o是對角矩陣。

4.根據權利要求3所述的利用虛擬現實手柄確定機器人軌跡的規劃方法，其特征在于，虛擬現實手柄的當前手柄位姿V_h包括當前手柄位姿V_h的位置向量和當前手柄位姿V_h的姿態向量，

其中，所述當前手柄位姿V_h的位置向量由三維坐標數據組成，所述當前手柄位姿V_h的姿態向量由章動角、旋進角和自轉角三個角度數據組成；

所述低通濾波器對所述當前手柄位姿V_h的位置向量的三維坐標數據的濾波頻率相同，對所述當前手柄位姿V_h的姿態向量中的三個角度數據的濾波頻率相同。

5.根據權利要求1所述的利用虛擬現實手柄確定機器人軌跡的規劃方法，其特征在于，所述根據所述機器人的初始位姿及位姿增量確定機器人的目標位姿，具體包括：

根據以下公式，確定所述機器人的目標位姿

其中，V_rp表示機器人的目標位置，V_ro表示機器人的目標姿態；表示機器人的初始位姿，V_rp0表示機器人的初始位置，V_ro0表示機器人的初始姿態；表示機器人的位姿增量，ΔV_rp為機器人的位置增量，ΔV_ro為機器人的姿態增量；表示偏移量，V_offsetp為位置偏移量，V_offseto為姿態偏移量。