[發明專利]自適應速度規劃方法及系統

有效

• 申請號: 201810238045.0
• 申請日: 2018-03-22
• 公開（公告）號: CN108549328B
• 公開（公告）日: 2020-05-26
• 發明（設計）人: 許長華;楊磊;屈云飛
• 申請（專利權）人: 匯川技術（東莞）有限公司
• 主分類號: G05B19/41
• 分類號: G05B19/41;G05B19/416
• 代理公司: 深圳市順天達專利商標代理有限公司 44217
• 代理人: 陸軍

1.一種自適應速度規劃方法，其特征在于，包括以下步驟：

根據運動平臺的限制條件創建速度約束曲線，所述速度約束曲線包括所述運動平臺的運動路徑中各個位置的約束速度；

根據運動參數確定所述速度約束曲線中各個分段的首末端點速度；

根據所述各個分段的首末端點速度、運動參數和速度約束曲線生成速度規劃曲線，所述速度規劃曲線包括所述運動平臺運行路徑中各個周期時間節點的插補數據；

所述根據運動平臺的限制條件創建速度約束曲線包括：

在所述運動平臺的運動路徑上選取多個離散采樣點；

根據每一所述采樣點的位置將所述限制條件量化為約束速度，所述約束速度為所述采樣點處的限制條件對應速度中最小的一個，所述限制條件包括以下的一個或多個：各軸的最大轉速、向心加速度-曲率約束速度、防止振動和減小沖擊限定的速度、用戶使用需求限定速度；

根據各個采樣點處的約束速度擬合生成速度約束曲線。

2.根據權利要求1所述的自適應速度規劃方法，其特征在于，所述在所述運動平臺的運動路徑上選取多個采樣點時，按固定的距離間隔選取采樣點；所述方法還包括：在控制所述運動平臺運行過程中，輸出所述速度規劃曲線中對應時間節點的插補數據。

3.根據權利要求1所述的自適應速度規劃方法，其特征在于，所述根據各個采樣點處的約束速度擬合生成速度約束曲線包括：

根據各個采樣點處的約束速度確定多個分段，每一所述分段的端點處的采樣點的約束速度同時小于前一采樣點和后一采樣點處的約束速度；

根據各個采樣點的約束速度，將每一分段內的采樣點的約束速度增加過程和減小過程分別擬合成參數曲線，所述參數曲線類型包括多項式、三角函數、樣條曲線。

4.根據權利要求1所述的自適應速度規劃方法，其特征在于，所述根據運動參數確定所述速度約束曲線中各個分段的首末端點速度包括正向約束步驟，所述正向約束步驟包括：

從第一分段的起點速度開始，根據所述運動參數依次計算后續各個分段的起點速度以及最后一個分段的終點速度，其中每一分段的終點速度為后一分段的起點速度；

所述運動參數包括以下的一個或多個：最大速度、最大加速度、最大加加速度和路徑長度。

5.根據權利要求4所述的自適應速度規劃方法，其特征在于，所述根據運動參數確定所述速度約束曲線中各個分段的首末端點速度包括反向約束步驟，所述反向約束步驟包括：

從最末分段的終點速度開始，根據運動參數依次計算前向各個分段的終點速度以及第一分段的起點速度，其中每一分段的終點速度為后一分段的起點速度，且在計算獲得的任一分段的終點速度大于所述正向約束步驟中同一分段的終點速度時，將所述正向約束步驟中所述分段的終點速度作為所述分段最終的終點速度。

6.根據權利要求1所述的自適應速度規劃方法，其特征在于，所述根據所述各分段的首末端點速度、運動參數和速度約束曲線生成速度規劃曲線包括：

（a1）在當前分段上，按從前往后的順序，使用積分插補方法計算下一插補周期的正向插補點，第一個正向插補點為所述當前分段的起點，且所述正向插補點包括對應周期時間節點的插補數據；

（a2）在所述當前分段上，按從后往前的順序，使用積分插補方法計算下一插補周期的反向插補點，第一個反向插補點為所述當前分段的終點，且所述反向插補點包括對應周期時間節點的插補數據；

（a3）通過剩余長度判斷所述當前分段插補是否完成，并在確認所述當前分段插補完成后進行下一分段的插補，直到所有分段插補完成，否則執行步驟（a4）；

（a4）如果當前周期的正向插補點的速度小于或等于當前周期的反向插補點的速度，則執行步驟（a1），否則執行步驟（a2）。

7.根據權利要求6所述的自適應速度規劃方法，其特征在于，所述積分插補方法根據前一插補周期的正向插補點的位置、速度、加速度和目標速度、目標加速度、運動參數、約束速度計算當前插補周期的正向插補點的位置、速度、加速度，或者根據前一插補周期的反向插補點的位置、速度、加速度和目標速度、目標加速度、運動參數、約束速度計算當前插補周期的反向插補點的位置、速度、加速度。