[發明專利]基于機器人坐標系的軌跡生成方法、裝置及計算設備

在審

• 申請號: 202010887121.8
• 申請日: 2020-08-28
• 公開（公告）號: CN112179344A
• 公開（公告）日: 2021-01-05
• 發明（設計）人: 楊博煒
• 申請（專利權）人: 達闥機器人有限公司
• 主分類號: G01C21/20
• 分類號: G01C21/20;G05D1/02;G06Q10/04
• 代理公司: 深圳市愛迪森知識產權代理事務所(普通合伙) 44341
• 代理人: 何婷;葛增嫻

1.一種基于機器人坐標系的軌跡生成方法，其特征在于，所述方法包括：

初始化軌跡堆棧容器，設置仿真時間、第一預設軌跡長度；

以機器人當前狀態為根節點，循環構造以時間為自變量的橫向軌跡的第一多項式，以及以時間為自變量的縱向軌跡的第二多項式，并根據所述第一多項式以及所述第二多項式獲得軌跡點，形成達到所述第一預設軌跡長度的多個軌跡；

根據預設的權值計算形成的多個所述軌跡的得分；

將得分最高的所述軌跡作為目標軌跡。

2.如權利要求1所述的軌跡生成方法，其特征在于，所述以機器人當前狀態為根節點，循環構造以時間為自變量的橫向軌跡的第一多項式，以及以時間為自變量的縱向軌跡的第二多項式，并根據所述第一多項式以及所述第二多項式獲得軌跡點，形成多個軌跡，包括：

以機器人當前狀態為父節點，根據機器人的當前狀態采樣預設數量個橫向坐標，構造以時間為自變量的橫向軌跡的所述第一多項式，根據機器人的當前狀態以及仿真時間以及縱向目標速度構造以時間為自變量的縱向軌跡的所述第二多項式，根據所述第一多項式以及所述第二多項式獲得軌跡點；

以所述軌跡點作為新的父節點，重復采樣預設數量個橫向坐標，構造新的所述第一多項式和新的所述第二多頂式，并獲得新的軌跡點作為新的子節點，直至新的所述子節點至根節點的軌跡長度達到第一預設軌跡長度。

3.如權利要求2所述的軌跡生成方法，其特征在于，所述以機器人當前狀態為父節點，根據機器人的當前狀態采樣預設數量個橫向坐標，構造以時間為自變量橫向軌跡的第一多項式，包括：

以機器人當前狀態為父節點，根據當前狀態的機器人位姿采樣預設數量個橫向坐標；

根據機器人當前狀態的橫向狀態量、仿真時間以及采樣的所述橫向坐標、以及與所述橫向坐標對應的橫向速度和橫向加速度構造以時間為自變量的橫向軌跡的第一多項式，其中所述第一多項式為五次多項式；

計算所述五次多項式的系數，獲得五次多項式方程。

4.如權利要求3所述的軌跡生成方法，其特征在于，所述根據機器人的當前狀態以及仿真時間以及縱向目標速度構造以時間為自變量的縱向軌跡的第二多項式，包括：

根據機器人當前狀態的縱向狀態量、仿真時間以及機器人的目標縱向速度和縱向加速度構造以時間為自變量的縱向軌跡的所述第二多項式，所述第二多項式為四次多項式；

計算所述四次多項式的系數，獲得四次多項式方程。

5.如權利要求2所述的軌跡生成方法，其特征在于，所述根據所述第一多項式以及所述第二多項式獲得軌跡點，包括：

根據預設的時間步進值、仿真時間以及所述第一多項式計算軌跡的橫向坐標、橫向速度、橫向加速度；

根據預設的時間步進值、仿真時間以及所述第二多項式計算軌跡的縱向坐標、縱向速度、縱向加速度；

將所述橫向坐標與所述縱向坐標匹配，獲取長度不大于第二預設軌跡長度的一段軌跡，獲取所述軌跡點。

6.如權利要求1所述的軌跡生成方法，其特征在于，所述根據預設的權值計算形成的多個所述軌跡的得分，包括：

獲取所述軌跡的多個影響因素以及與所述影響因素對應的所述權值；

計算所述影響因素與對應的所述權值的乘積，得到與各個所述影響因素對應的得分；

對各個所述影響因素對應的所述得分求和，得到所述軌跡的得分。

7.如權利要求6所述的軌跡生成方法，其特征在于，所述獲取所述軌跡的多個影響因素，包括：

獲取目標路徑與所述軌跡的最短距離、目標路徑終點與所述軌跡的最短距離、所述軌跡與障礙物的最短距離、機器人當前的線速度以及目標路徑終點與所述軌跡終點的姿態角偏差。