[發(fā)明專利]用于實現(xiàn)G2連續(xù)的機(jī)器人雙NURBS軌跡插補(bǔ)方法、裝置及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110473012.6
• 申請日: 2021-04-29
• 公開（公告）號: CN113103241B
• 公開（公告）日: 2022-08-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 閔康;倪風(fēng)雷;張國軍;舒鑫;劉宏
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16;B25J13/00
• 代理公司: 北京隆源天恒知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11473
• 代理人: 徐蘇明

1.一種用于實現(xiàn)G2連續(xù)的機(jī)器人雙NURBS軌跡插補(bǔ)方法，其特征在于，包括：

獲取機(jī)器人離散軌跡，其中，所述離散軌跡由工具中心點{p_i}ⁿ_i＝0和四元數(shù)姿態(tài){q_i}ⁿ_i＝0組成；

對所述工具中心點{p_i}ⁿ_i＝0進(jìn)行擬合生成位置NURBS軌跡c(u)；

對所述位置NURBS軌跡c(u)進(jìn)行采樣確定離散點{c(u_i)ⁿ_i＝0}，根據(jù)所述離散點{c(u_i)ⁿ_i＝0}確定弧長參數(shù){s_i}ⁿ_i＝0；

采用三次樣條插值，建立位置NURBS軌跡參數(shù){u_i}ⁿ_i＝0與所述弧長參數(shù){s_i}ⁿ_i＝0之間的u-s模型；

對所述四元數(shù)姿態(tài){q_i}ⁿ_i＝0進(jìn)行擬合生成姿態(tài)NURBS軌跡c(w)；

采用三次樣條插值，建立位置NURBS軌跡參數(shù)u與姿態(tài)NURBS軌跡參數(shù)w之間的w-u模型；

根據(jù)S型速度模型、所述u-s模型和所述w-u模型，按照固定采樣周期，對所述位置NURBS軌跡c(u)和所述姿態(tài)NURBS軌跡c(w)離散，得到雙NURBS軌跡的離散插補(bǔ)點，以通過逆運動學(xué)求解所述離散插補(bǔ)點，得到機(jī)器人關(guān)節(jié)空間的插補(bǔ)軌跡，具體包括：

根據(jù)所述S型速度模型，通過每個采樣周期點對應(yīng)的時間，計算出對應(yīng)的弧長參數(shù)；

根據(jù)所述u-s模型和所述弧長參數(shù)，確定所述位置NURBS軌跡c(u)對應(yīng)的采樣參數(shù)和離散點；

根據(jù)所述w-u模型，確定所述四元數(shù)姿態(tài)NURBS軌跡c(w)對應(yīng)的采樣參數(shù)和離散點；

根據(jù)所述位置NURBS軌跡c(u)對應(yīng)的離散點和所述姿態(tài)NURBS軌跡c(w)對應(yīng)的離散點，確定所述雙NURBS軌跡對應(yīng)的離散插補(bǔ)點；

插補(bǔ)時，計算所述姿態(tài)NURBS軌跡c(w)對應(yīng)的離散點時，假設(shè)對應(yīng)的采樣參數(shù)為w₀，將所述采樣參數(shù)w₀代入所述姿態(tài)NURBS軌跡c(w)，求出

計算參數(shù)根據(jù)所述參數(shù)η反求四元數(shù)則q_w為所述采樣參數(shù)w₀對應(yīng)的離散點；

根據(jù)具體機(jī)器人，對所述離散插補(bǔ)點進(jìn)行逆運動學(xué)求解，得到所述機(jī)器人關(guān)節(jié)空間的插補(bǔ)軌跡。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于實現(xiàn)G2連續(xù)的機(jī)器人雙NURBS軌跡插補(bǔ)方法，其特征在于，所述對所述工具中心點{p_i}ⁿ_i＝0進(jìn)行擬合生成位置NURBS軌跡c(u)包括：

采用三次NURBS曲線對所述工具中心點{p_i}ⁿ_i＝0進(jìn)行擬合以生成所述位置NURBS軌跡c(u)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于實現(xiàn)G2連續(xù)的機(jī)器人雙NURBS軌跡插補(bǔ)方法，其特征在于，所述對所述位置NURBS軌跡c(u)進(jìn)行采樣確定離散點{c(u_i)ⁿ_i＝0}包括：

對所述位置NURBS軌跡c(u)進(jìn)行等參數(shù)采樣以確定所述離散點{c(u_i)ⁿ_i＝0}。