[發(fā)明專利]一種用于雙機(jī)器人協(xié)作的運(yùn)動規(guī)劃方法及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911048824.5
• 申請日: 2019-10-31
• 公開（公告）號: CN110666804B
• 公開（公告）日: 2021-07-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳海彬;游曉君;黃藝?yán)?/a>
• 申請（專利權(quán)）人: 福州大學(xué)
• 主分類號: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16
• 代理公司: 福州元創(chuàng)專利商標(biāo)代理有限公司 35100
• 代理人: 錢莉;蔡學(xué)俊

本發(fā)明涉及一種用于雙機(jī)器人協(xié)作的運(yùn)動規(guī)劃方法及系統(tǒng)，首先在ROS系統(tǒng)中，建立雙機(jī)器人及工作環(huán)境的模型描述文件以及雙機(jī)器人的MoveIt配置文件；然后進(jìn)行初始化設(shè)置，并創(chuàng)建操作對象，將操作對象作為參數(shù)創(chuàng)建雙臂指令，編排雙機(jī)器人執(zhí)行任務(wù)的動作；接著逐條解析雙臂指令，并調(diào)用MoveIt函數(shù)對該指令進(jìn)行運(yùn)動規(guī)劃，并將規(guī)劃結(jié)果進(jìn)行保存與發(fā)布；若存在規(guī)劃有誤的指令則停止解析與規(guī)劃。本發(fā)明具有示教方便、通用性好的特點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及雙機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種用于雙機(jī)器人協(xié)作的運(yùn)動規(guī)劃方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

工業(yè)機(jī)器人在制造業(yè)中發(fā)揮著重要作用，單臺機(jī)器人在柔性、效率、工作空間等諸多方面具有局限性，為了完成更加復(fù)雜的生產(chǎn)任務(wù)，雙機(jī)器人乃至多機(jī)器人系統(tǒng)受到越來越廣泛的關(guān)注與研究。

雙機(jī)器人系統(tǒng)在執(zhí)行任務(wù)時，兩臺機(jī)器人相互協(xié)調(diào)配合，因此運(yùn)動軌跡是復(fù)雜多變的，這使得雙機(jī)器人在示教方面有很大的難度。傳統(tǒng)的工業(yè)機(jī)器人使用示教器指定一系列軌跡點(diǎn)或以拖動機(jī)器人末端的方式進(jìn)行示教，這些示教方法以單臺機(jī)器人為操作對象，對機(jī)器人的每個動作細(xì)節(jié)都需要仔細(xì)地規(guī)定。若要將這些示教方法應(yīng)用于雙機(jī)器人，則示教時不僅要考慮每臺機(jī)器人自身的動作，還必須考慮到雙臂的配合時機(jī)以及在運(yùn)動過程中雙臂及其所夾持的物體是否會發(fā)生碰撞等問題。因此將上述動作級的示教方法應(yīng)用于雙機(jī)器人無論在效率方面還是可行性方面都很低。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的目的是提出一種用于雙機(jī)器人協(xié)作的運(yùn)動規(guī)劃方法及系統(tǒng)，具有示教方便、通用性好的特點(diǎn)。

本發(fā)明采用以下方案實(shí)現(xiàn)：一種用于雙機(jī)器人協(xié)作的運(yùn)動規(guī)劃方法，包括以下步驟：

在ROS系統(tǒng)中，建立雙機(jī)器人及工作環(huán)境的模型描述文件以及雙機(jī)器人的MoveIt配置文件；

進(jìn)行初始化設(shè)置，并創(chuàng)建操作對象，將操作對象作為參數(shù)創(chuàng)建雙臂指令，編排雙機(jī)器人執(zhí)行任務(wù)的動作；

逐條解析雙臂指令，并調(diào)用MoveIt函數(shù)對該指令進(jìn)行運(yùn)動規(guī)劃，并將規(guī)劃結(jié)果進(jìn)行保存與發(fā)布；若存在規(guī)劃有誤的指令則停止解析與規(guī)劃。

進(jìn)一步地，所述初始化設(shè)置具體為：在ROS系統(tǒng)中，將雙機(jī)器人及其工作環(huán)境的模型進(jìn)行顯示；并設(shè)置雙機(jī)器人的初始點(diǎn)。

進(jìn)一步地，所述逐條解析雙臂指令，并調(diào)用MoveIt函數(shù)對該指令進(jìn)行運(yùn)動規(guī)劃，并將規(guī)劃結(jié)果進(jìn)行保存與發(fā)布，若存在規(guī)劃有誤的指令則停止解析與規(guī)劃具體包括以下步驟：

步驟S1：判斷當(dāng)前雙臂指令的規(guī)劃結(jié)果是否超出預(yù)設(shè)的運(yùn)動范圍或者是否產(chǎn)生碰撞，若是，則判斷該條指令的規(guī)劃有誤，結(jié)束解析與規(guī)劃，否則進(jìn)入步驟S2；

步驟S2：保存并發(fā)布當(dāng)前雙臂指令的規(guī)劃結(jié)果，并判斷是否已經(jīng)解析完所有的雙臂指令，若是，則結(jié)束解析與規(guī)劃，否則返回步驟S1。

進(jìn)一步地，所述保存并發(fā)布當(dāng)前雙臂指令的規(guī)劃結(jié)果具體為：實(shí)時接收運(yùn)動規(guī)劃結(jié)果和發(fā)布雙機(jī)器人的位姿消息，同時將運(yùn)動規(guī)劃結(jié)果寫入文件中保存；雙機(jī)器人每次執(zhí)行任務(wù)，都將生成一份保存運(yùn)動規(guī)劃結(jié)果的文件。

進(jìn)一步地，所述操作對象的類型包括待操作物體及標(biāo)記點(diǎn)，所述待操作物體是雙機(jī)器人在執(zhí)行任務(wù)的過程中所取用的包括零件、輔件、工具在內(nèi)的物體進(jìn)行簡化后的簡單幾何體；所述標(biāo)記點(diǎn)是雙機(jī)器人運(yùn)動過程中必須經(jīng)過或到達(dá)的特定點(diǎn)；創(chuàng)建待操作物體時，輸入的參數(shù)為幾何體尺寸以及物體位姿；創(chuàng)建標(biāo)記點(diǎn)時，輸入的參數(shù)為點(diǎn)的位姿；對生成的待操作物體和標(biāo)記點(diǎn)分別進(jìn)行編號。

進(jìn)一步地，一項(xiàng)任務(wù)由多條雙臂指令組成，每條雙臂指令由兩條單臂指令組成，每臺機(jī)器人各執(zhí)行其中的一條單臂指令。