[發明專利]機器人示教軌跡復現方法、裝置及計算機可讀存儲介質

有效

• 申請號: 202010590911.X
• 申請日: 2020-06-24
• 公開（公告）號: CN111890353B
• 公開（公告）日: 2022-01-11
• 發明（設計）人: 郎需林;劉培超;劉主福
• 申請（專利權）人: 深圳市越疆科技有限公司
• 主分類號: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16;B25J9/22
• 代理公司: 深圳市華勤知識產權代理事務所(普通合伙) 44426
• 代理人: 隆毅

本發明公開一種機器人示教軌跡復現方法，包括：獲取編碼器輸出的機器人關節位置信息；對機器人關節位置信息進行運算，以獲取機器人在笛卡爾空間內的位置序列；對機器人在笛卡爾空間內的位置序列進行運算，以獲取連續的軌跡曲線。本發明機器人示教軌跡復現方法能夠通過編碼器實時記錄機器人關節的位置信息，從而根據實時記錄的位置信息得到與目標軌跡極為接近的復現軌跡。同時，還可對得到的笛卡爾空間位置序列進行高階擬合，以完成連續軌跡的示教。以及，通過軌跡泛化算法實現同類型軌跡的自主生成，從而使得機器人可以通過示教后的學習，提升其在動態環境下的作業能力。此外，本發明還公開一種機器人示教軌跡復現裝置和計算機可讀存儲介質。

技術領域

本發明涉及機器人領域，特別涉及一種機器人示教軌跡復現方法、裝置及計算機可讀存儲介質。

背景技術

機器人是整合控制論、機械電子、計算機、材料和仿生學的產物，它既可接受人類指揮，也可運行預先編排的計算機程序，還可根據以人工智能技術制定的原則綱領行動，以協助或取代人類的工作。

機器人示教是機器人正常工作的重要一環，機器人示教大致可以分為在線示教和離線示教兩種。其中，在線示教方法簡單直接，是目前工業機器人的基本工作方式，但對于復雜的運動軌跡，將很難使用在線示教方法進行規劃。離線示教則是在圖形軟件環境中，建立機器人幾何模型，通過機器人幾何模型控制和操作圖形，規劃出機器人的運動軌跡，然后生成相應的機器人控制程序，這種離線示教可在不影響機器人工作的情況下實現復雜空間運動軌跡的規劃。

傳統協作機器人可以通過拖動示教獲取單個點位信息，并通過編程選擇連接點位的軌跡，如直線以及關節曲線，最后生成用戶期望的路徑軌跡。但是，現有的機器人示教方法不能完整地記錄軌跡的實時點位信息，更無法實現同類型軌跡的泛化，從而在一次示教后，可以通過軌跡學習完成類似軌跡的作業。

發明內容

本發明的主要目的在于提出一種機器人示教軌跡復現方法，以解決現有的機器人示教方法不能完整記錄軌跡的實時點位信息的問題。

為實現上述目的，本發明提出一種機器人示教軌跡復現方法，該機器人示教軌跡復現方法包括：獲取編碼器輸出的機器人關節位置信息；對所述機器人關節位置信息進行運算，以獲取所述機器人在笛卡爾空間內的位置序列；對所述機器人在笛卡爾空間內的位置序列進行運算，以獲取連續的軌跡曲線。

優選地，所述獲取編碼器輸出的機器人關節位置信息包括：按照預設的采樣周期，分別獲取機器人的電機端編碼器和減速機端編碼器記錄的關節位置信息。

優選地，所述對機器人關節位置信息進行運算，以獲取所述機器人在笛卡爾空間內的位置序列包括：根據所述機器人關節位置信息，并通過運動學正解，以獲取機器人在笛卡爾空間內的位置序列。

優選地，所述對機器人在笛卡爾空間內的位置序列進行運算，以獲取連續的軌跡曲線包括：通過高階位姿樣條曲線對機器人的位置序列進行插值處理，以獲取軌跡曲線方程：

其中，d_i為B樣條曲線控制頂點，為3次B樣條基函數。

優選地，所述機器人示教軌跡復現方法還包括：獲取動態運動基元系統的系統參數；建立軌跡曲線的目標代價函數，并根據基于路徑積分的策略提升方法對目標代價函數進行量化，以對所述系統參數進行更新；根據更新后的系統參數，生成新的軌跡曲線。

優選地，所述獲取動態運動基元系統的系統參數包括：根據所述機器人的關節位置信息，建立所述關節的力與位置偏差的剛性特性關系；根據所述剛性特性關系與動態運動基元系統的映射關系，獲取所述動態運動基元系統的系統參數。