[發明專利]多軸聯動實時動態前瞻軌跡規劃方法、裝置及存儲介質

有效

• 申請號: 202010510910.X
• 申請日: 2020-06-08
• 公開（公告）號: CN111796558B
• 公開（公告）日: 2021-06-08
• 發明（設計）人: 梁艷陽;吳偉;姚超智
• 申請（專利權）人: 五邑大學
• 主分類號: G05B19/416
• 分類號: G05B19/416
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 孫浩

本發明公開了多軸聯動實時動態前瞻軌跡規劃方法、裝置及存儲介質，其中方法包括：接收輸入數據；進行前瞻軌跡規劃；接收輸入指令；根據輸入指令執行基于前瞻軌跡規劃的實時變速或停止方法進行重新規劃；將采樣第一段和過渡區的軌跡得到的插補點輸入S型數字濾波器；刪除第一段和過渡區的數據后構建一個新段，重復上述步驟。解決了多軸聯動機器人的運動軌跡不平滑、運動不穩定的問題，使多軸聯動機器人運動軌跡更平滑，運動更流暢、穩定。

技術領域

本發明涉及多軸聯動機器人控制領域，特別是多軸聯動實時動態前瞻軌跡規劃方法、裝置及存儲介質。

背景技術

多軸聯動機器人在工業生產中得到廣泛的應用。前瞻軌跡規劃可對多段路徑中相鄰過渡段進行位置、速度及加速度規劃，使機器人末端軸按照預定軌跡運行。高效的前瞻軌跡規劃算法可使多軸聯動機器人高速、平穩地完成過渡段的運動，從而提高工作效率，因此前瞻規劃算法的優劣也可視為衡量機器人性能的隱性指標。

但多軸聯動機器人仍然存在運動軌跡不平滑、運動不穩定等問題。

發明內容

本發明的目的在于至少解決現有技術中存在的技術問題之一，提供多軸聯動實時動態前瞻軌跡規劃方法、裝置及存儲介質。

本發明解決其問題所采用的技術方案是：

本發明的第一方面，多軸聯動實時動態前瞻軌跡規劃方法，包括以下步驟：

步驟S1、接收輸入數據，所述輸入數據包括長度為(m-1)段的n個軸的m個點位序列、每個點位的進給速度、每個軸的最大速度和每個軸的加速度，其中n個軸是聯動的；

步驟S2、根據所述輸入數據進行前瞻軌跡規劃；

步驟S3、接收輸入指令；

步驟S4、若所述輸入指令為變速指令，執行基于所述前瞻軌跡規劃的實時變速方法進行重新規劃；若所述輸入指令為停止指令，執行基于所述前瞻軌跡規劃的實時停止方法進行重新規劃；

步驟S5、對第一段的軌跡和過渡區的軌跡進行定周期的位置采樣得到插補點，將所述插補點輸入用于將梯形速度曲線轉化為S型速度曲線的S型數字濾波器；

步驟S6、對第一段的軌跡和過渡區的軌跡采樣完成后，刪除第一段的數據和過渡區的數據；

步驟S7、獲取新的點位信息并根據新的點位信息構建一個新段，重復執行步驟S2至步驟S6；

其中，所述前瞻軌跡規劃包括以下步驟：

計算n個軸的所有的過渡區的大小以及最大允許過渡速度；

令末點速度為0，從第(m-1)段起至第1段進行反向速度前瞻規劃，進而調整n個軸的過渡區大小以及最大允許過渡速度；

從第1段起至第(m-1)段進行正向速度規劃以及每兩段之間的過渡區的軌跡規劃。

根據本發明的第一方面，在所述計算n個軸的所有的過渡區大小的步驟中，所述過渡區的大小為：其中L_s是過渡區的大小，t_m為過渡時間，A_p為過渡區的加速度，為余弦比例向量。

根據本發明的第一方面，所述計算n個軸的所有的過渡區的最大允許過渡速度具體為，對于第i段，若所述過渡區的大小為0，則所述最大允許過渡速度為：若所述過渡區的大小不為0，則所述最大允許過渡速度為：若計算得到的所述最大允許過渡速度存在則更新所述最大允許過渡速度為并更新所述過渡區的大小為：其中V_max,i為第i段的最大速度，為第i段的進給速度，1≤i≤m-1。