[發(fā)明專利]一種笛卡爾空間與關(guān)節(jié)空間曲線平滑過渡方法及裝置有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 202011381050.0 | 申請日： | 2020-11-30 |
| 公開（公告）號： | CN112549027B | 公開（公告）日： | 2022-06-17 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 石建軍;梁旺;苗立曉;范玉魁;龐樹博 | 申請（專利權(quán)）人： | 深圳市華成工業(yè)控制股份有限公司 |
| 主分類號： | B25J9/16 | 分類號： | B25J9/16 |
| 代理公司： | 長沙睿翔專利代理事務(wù)所(普通合伙) 43237 | 代理人： | 周松華;孫建霞 |
| 地址： | 518000 廣東省深圳市*** | 國省代碼： | 廣東;44 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 笛卡爾 空間 關(guān)節(jié) 曲線 平滑 過渡 方法 裝置 | ||
本發(fā)明公開了一種笛卡爾空間與關(guān)節(jié)空間曲線平滑過渡方法及裝置。方法包括：S1、根據(jù)一設(shè)定的平滑等級要求，計算開始平滑過渡的時間點(diǎn)；S2、計算平滑過渡過程中各時間點(diǎn)的各曲線、各關(guān)節(jié)位置增量；S3、根據(jù)關(guān)節(jié)速度限制，動態(tài)調(diào)整各曲線的計算時間與輸出時間的比例關(guān)系，得到真實(shí)的輸出周期；S4、將關(guān)節(jié)輸出在真實(shí)的輸出周期內(nèi)，輸出到關(guān)節(jié)軸上。本發(fā)明可以使笛卡爾空間曲線軌跡及關(guān)節(jié)空間曲線軌跡之間能夠平滑過渡，不存在速度及加速度突變。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及杯墊技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，特別涉及一種笛卡爾空間與關(guān)節(jié)空間曲線平滑過渡方法及裝置。
背景技術(shù)
關(guān)節(jié)空間和笛卡爾空間，是兩種不同空間描述方式，其數(shù)學(xué)聯(lián)系為：關(guān)節(jié)機(jī)器人的運(yùn)動學(xué)正逆解，正解是關(guān)節(jié)空間位置轉(zhuǎn)換到笛卡爾空間位置，逆解是笛卡爾空間位置轉(zhuǎn)換到關(guān)節(jié)空間位置。
圓弧軌跡MOVC、直線軌跡MOVL、NURBS、B樣條、貝塞爾、螺旋線等曲線，是在三維笛卡爾空間里面描述的軌跡曲線，其計算方程基于笛卡爾空間坐標(biāo)系。關(guān)節(jié)空間曲線是在機(jī)器人關(guān)節(jié)空間描述的軌跡曲線。
現(xiàn)有技術(shù)中笛卡爾空間曲線軌跡與關(guān)節(jié)空間曲線軌跡之間無法進(jìn)行平滑過渡，存在速度及加速度突變的問題。專利號為2017107621976的發(fā)明專利公開了一種示教機(jī)器人多空間軌跡規(guī)劃的平滑過渡方法及裝置，在該方案中，上一條軌跡曲線，會按照原路線走完，在其末端點(diǎn)開始，采用關(guān)節(jié)空間速度作為新軌跡曲線的起始速度進(jìn)行運(yùn)動，存在變形的曲線為新軌跡曲線，上一軌跡如果沒有更前一條曲線的話，是不會存在曲線變形的，其軌跡曲線如圖1所述，兩個直線段為前后曲線的原始軌跡，曲線段為真實(shí)銜接段曲線。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種笛卡爾空間與關(guān)節(jié)空間曲線平滑過渡方法及裝置，以克服現(xiàn)有技術(shù)所存在的缺陷。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：
一種笛卡爾空間與關(guān)節(jié)空間曲線平滑過渡方法，包括以下步驟：
S1、根據(jù)一設(shè)定的平滑等級要求，計算開始平滑過渡的時間點(diǎn)；
S2、計算平滑過渡過程中各時間點(diǎn)的各曲線、各關(guān)節(jié)位置增量；
S3、根據(jù)關(guān)節(jié)速度限制，動態(tài)調(diào)整各曲線的計算時間與輸出時間的比例關(guān)系，得到真實(shí)的輸出周期；
S4、將關(guān)節(jié)輸出在真實(shí)的輸出周期內(nèi)，輸出到關(guān)節(jié)軸上。
進(jìn)一步地，所述步驟S1具體包括：
S11、根據(jù)軌跡長度，采用S型曲線進(jìn)行速度規(guī)劃，根據(jù)以下公式得到時間與長度之間的計算函數(shù)；
params＝sacc_plan(L,V,T)
其中，已知曲線長度L、軌跡速度V、軌跡加減速時間T、sacc_plan是一種s型速度規(guī)劃的參數(shù)計算函數(shù)；
S12、根據(jù)設(shè)定平滑等級確定了兩條曲線之間平滑過渡段重疊部分的軌跡長度Lb及平滑段的起始時間tB,s，同時tB,s也是曲線B的起始時間。
進(jìn)一步地，在步驟S12中，若曲線長度不滿足平滑等級需要的長度時，則降低平滑等級，根據(jù)以下公式重新計算軌跡長度Lb；
若則
其中，LA和LB為已知前后兩條軌跡A、B的長度。
進(jìn)一步地，在步驟S12中，起始時間tB,s的計算公式如下：
該專利技術(shù)資料僅供研究查看技術(shù)是否侵權(quán)等信息，商用須獲得專利權(quán)人授權(quán)。該專利全部權(quán)利屬于深圳市華成工業(yè)控制股份有限公司，未經(jīng)深圳市華成工業(yè)控制股份有限公司許可，擅自商用是侵權(quán)行為。如果您想購買此專利、獲得商業(yè)授權(quán)和技術(shù)合作，請聯(lián)系【客服】
本文鏈接：http://www.szxzyx.cn/pat/books/202011381050.0/2.html，轉(zhuǎn)載請聲明來源鉆瓜專利網(wǎng)。
