[發(fā)明專利]一種多自由度機器人的空間運動規(guī)劃方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011288840.4
• 申請日: 2020-11-17
• 公開（公告）號: CN112428274B
• 公開（公告）日: 2023-03-21
• 發(fā)明（設計）人: 張耀倫;張煜;張秀芬;張盼盼;張增倫
• 申請（專利權）人: 張耀倫
• 主分類號: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 李盛洪

1.一種多自由度機器人的空間運動規(guī)劃方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、對機器人環(huán)境進行初始化，獲取機器人的初始狀態(tài)信息，通過定位系統(tǒng)獲取機器人、周邊環(huán)境障礙物和任務目標的空間信息；

S2、確定可行區(qū)域，并計算出最佳姿態(tài)信息和可行姿態(tài)信息；其中該可行區(qū)域是任務目標所在位置結合機器人的最佳姿態(tài)或可行姿態(tài)與周邊環(huán)境障礙物和其他任務目標之間所構成的由機器人可以完成指定任務目標的空間區(qū)域；

根據機器人的初始狀態(tài)信息、機器人的空間信息、周邊環(huán)境障礙物的空間信息和任務目標的空間信息計算出任務目標與機器人之間的相對空間信息、任務目標與周邊環(huán)境障礙物之間的相對空間信息以及任務目標之間的干涉信息，進而計算出機器人的最佳姿態(tài)信息和可行姿態(tài)信息；

S3、判斷機器人末端執(zhí)行器的接近矢量是否可以落在可行區(qū)域內，若其可以落在可行區(qū)域，則控制機器人以最佳姿態(tài)或可行姿態(tài)來執(zhí)行規(guī)劃任務；若其不可以落在可行區(qū)域，則重新選擇任務目標；

當執(zhí)行規(guī)劃任務的最佳姿態(tài)與周邊環(huán)境障礙物存在干涉時，則重新在可行區(qū)域里選擇可行姿態(tài)，此可行區(qū)域為任務目標所在位置結合機器人的可行姿態(tài)與周邊環(huán)境障礙物和其他任務目標之間所構成的由機器人可以完成指定任務目標的空間區(qū)域。

2.根據權利要求1所述的一種多自由度機器人的空間運動規(guī)劃方法，其特征在于，步驟S1所述機器人的初始狀態(tài)信息包括下列至少之一：機器人的初始位置姿態(tài)信息和/或關節(jié)角信息。

3.根據權利要求1所述的一種多自由度機器人的空間運動規(guī)劃方法，其特征在于，當機器人為欠自由度機器人時，則步驟S2中需通過任務目標的空間位置信息結合機器人末端執(zhí)行器的位置信息來確認最佳姿態(tài)或可行姿態(tài)。

4.根據權利要求1所述的一種多自由度機器人的空間運動規(guī)劃方法，其特征在于，步驟S3中具體的，如果可行區(qū)域內存在與機器人末端執(zhí)行器的接近矢量的方向相同或相反的矢量，則機器人以最佳姿態(tài)或可行姿態(tài)來執(zhí)行任務。

5.根據權利要求1-4任一項所述的一種多自由度機器人的空間運動規(guī)劃方法，其特征在于，當機器人到達任務目標周邊環(huán)境的路徑過程中存在其他障礙物，則根據可行姿態(tài)和任務目標位置反解出機器人其他關節(jié)的運動角度，再通過運動學正解計算出各關節(jié)的空間信息以及固結連桿和機器人周邊設備的空間信息，判斷機器人各關節(jié)、固結連桿、周邊設備是否與障礙物存在干涉，若不存在干涉，則控制機器人執(zhí)行規(guī)劃任務；若存在干涉，則重新規(guī)劃運動路徑或重新選擇可行姿態(tài)進行運動規(guī)劃或重新選擇任務目標，重復上述步驟。