[發明專利]一種通過電腦動畫輔助機械臂控制的方法和系統

在審

• 申請號: 201910657564.5
• 申請日: 2019-07-19
• 公開（公告）號: CN110405760A
• 公開（公告）日: 2019-11-05
• 發明（設計）人: 劉曉輝;王建寬
• 申請（專利權）人: 上海景吾智能科技有限公司
• 主分類號: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16
• 代理公司: 上海碩力知識產權代理事務所(普通合伙) 31251
• 代理人: 劉秋香

本發明提供了一種通過電腦動畫輔助機械臂控制的方法和系統，包括：通過電腦動畫處理獲得機器人的機械臂動作的理想路徑；根據所述理想路徑對機器人的機械臂進行運動規劃，得到所述機械臂的運動軌跡；將所述運動軌跡預存于機器人內部，得到動作文件；根據所述機器人接收到的輸入信息，從預存于機器人內部的動作文件中選擇目標動作的運動軌跡，根據所述運動軌跡控制所述機器人執行相應的機械臂運動。本發明根據擬人化的理想路徑規劃機械臂的運動軌跡，使機械臂動作更優美，同時滿足了機械臂控制的實時性要求。

技術領域

本發明涉及機器人機械臂控制領域，尤指一種通過電腦動畫輔助機械臂控制的方法和系統。

背景技術

機器人學是與機器人設計、制造和應用相關的科學。目前全世界已有近百萬臺機器人在運行，機器人學已得到廣泛應用，其中，機械臂控制是機器人學的一個重要研究領域，通過對機械臂運動規劃，并將預定的規劃方案轉變成機械臂運動，從而使機器人像人一樣做出期望的動作。

目前比較流行的機械臂控制方式是使用成熟的控制集如MoveIt！軟件包，它是ROS操作系統(RobotOperatingSystem，機器人操作系統)中機器人進行移動操作的一套工具。MoveIt！為我們提供了進行機械臂運動規劃的工具，但ROS系統結構復雜，需要的傳感器比較多，MoveIt！運動規劃的實時性無法保證，而且MoveIt！規劃出的路徑趨向最短或最快路徑，根據該路徑所執行的機械臂動作不夠優美。

發明內容

本發明的目的之一是為了克服現有技術中存在的至少部分不足，提供一種通過電腦動畫輔助機械臂控制的方法和系統。

本發明提供的技術方案如下：

一種通過電腦動畫輔助機械臂控制的方法，包括：通過電腦動畫處理獲得機器人的機械臂動作的理想路徑；根據所述理想路徑對機器人的機械臂進行運動規劃，得到所述機械臂的運動軌跡；將所述運動軌跡預存于機器人內部，得到動作文件；根據所述機器人接收到的輸入信息，從預存于機器人內部的動作文件中選擇目標動作的運動軌跡，根據所述運動軌跡控制所述機器人執行相應的機械臂運動。

進一步優選的，所述根據所述理想路徑對機器人的機械臂進行運動規劃，得到所述機械臂的運動軌跡包括：根據機器人的運動約束，對所述理想路徑進行處理，得到所述機械臂的運動軌跡。

進一步優選的，所述根據機器人的運動約束，對所述理想路徑進行處理包括：從所述理想路徑中提取出每個時刻機械臂的每個關節點所在的空間位置；根據所述空間位置的變化計算每個時刻每個關節點的加速度和速度；當存在關節點的加速度超過對應關節電機的最大加速度，和/或關節點的速度超過對應關節電機的最大速度時，則通過增加運動時長，采用不超過所述最大加速度的加速度和不超過所述最大速度的速度運動，以到達相同的空間位置。

進一步優選的，所述根據機器人的運動約束，對所述理想路徑進行處理還包括：根據理想減速曲線對所述理想路徑的動作結束段的各個時刻各個關節點的空間位置進行調整，以保證動作結束平滑。

進一步優選的，所述將所述運動軌跡預存于機器人內部，得到動作文件之后還包括：在機器人的輸出端根據所述理想路徑動態顯示理想的手臂運動，以及根據所述運動軌跡動態顯示所述機械臂的模擬運動。

進一步優選的，所述將所述運動軌跡預存于機器人內部，得到動作文件之后還包括：在已訂閱機器人運動規劃的手機終端上，根據所述理想路徑動態顯示理想的手臂運動，以及根據所述運動軌跡動態顯示所述機械臂的模擬運動