[發(fā)明專(zhuān)利]冗余度機(jī)器人的關(guān)節(jié)加速度規(guī)劃方法、裝置、設(shè)備及介質(zhì)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111133210.4
• 申請(qǐng)日: 2021-09-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113561189B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-12-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉益彰;熊友軍;羅璇;曾獻(xiàn)文;葛利剛;陳春玉
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 深圳市優(yōu)必選科技股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): B25J9/16
• 分類(lèi)號(hào): B25J9/16
• 代理公司: 深圳市明日今典知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44343
• 代理人: 王杰輝;熊成龍

1.一種冗余度機(jī)器人的關(guān)節(jié)加速度規(guī)劃方法，其特征在于，所述方法包括：

獲取關(guān)節(jié)加速度規(guī)劃請(qǐng)求，其中，所述關(guān)節(jié)加速度規(guī)劃請(qǐng)求攜帶有優(yōu)化指標(biāo)、采樣周期、第k+1時(shí)刻的末端笛卡爾空間速度和冗余度機(jī)器人的各個(gè)目標(biāo)關(guān)節(jié)在第k時(shí)刻的關(guān)節(jié)參數(shù)集；

獲取二次規(guī)劃函數(shù)庫(kù)，從所述二次規(guī)劃函數(shù)庫(kù)中獲取與所述優(yōu)化指標(biāo)對(duì)應(yīng)的優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)、關(guān)節(jié)加速度不等式約束函數(shù)和關(guān)節(jié)加速度等式約束函數(shù)，其中，所述優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)是基于所述優(yōu)化指標(biāo)的上下限和歐式距離算法得到的目標(biāo)函數(shù)；

根據(jù)第k+1時(shí)刻的所述末端笛卡爾空間速度、第k時(shí)刻的各個(gè)所述關(guān)節(jié)參數(shù)集、所述采樣周期、所述優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)、所述關(guān)節(jié)加速度不等式約束函數(shù)和所述關(guān)節(jié)加速度等式約束函數(shù)，對(duì)各個(gè)所述目標(biāo)關(guān)節(jié)在第k時(shí)刻的關(guān)節(jié)加速度進(jìn)行二次型優(yōu)化求解，得到關(guān)節(jié)加速度規(guī)劃結(jié)果。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冗余度機(jī)器人的關(guān)節(jié)加速度規(guī)劃方法，其特征在于，當(dāng)所述優(yōu)化指標(biāo)為關(guān)節(jié)速度時(shí)，所述優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)確定的方法步驟為：

根據(jù)第i個(gè)所述目標(biāo)關(guān)節(jié)在第k時(shí)刻的關(guān)節(jié)速度、第i個(gè)所述目標(biāo)關(guān)節(jié)在第k時(shí)刻的關(guān)節(jié)加速度和所述采樣周期，確定第i個(gè)所述目標(biāo)關(guān)節(jié)在第k+1時(shí)刻的所述關(guān)節(jié)速度；

對(duì)第i個(gè)所述目標(biāo)關(guān)節(jié)在第k+1時(shí)刻的所述關(guān)節(jié)速度與第i個(gè)所述目標(biāo)關(guān)節(jié)的關(guān)節(jié)速度上下限平均值進(jìn)行歐氏距離計(jì)算，得到第i個(gè)所述目標(biāo)關(guān)節(jié)在第k+1時(shí)刻的速度歐氏距離；

將第i個(gè)所述目標(biāo)關(guān)節(jié)的關(guān)節(jié)速度上下限差值進(jìn)行平方計(jì)算，得到第i個(gè)所述目標(biāo)關(guān)節(jié)的關(guān)節(jié)速度上下限差值平方值；

將第i個(gè)所述目標(biāo)關(guān)節(jié)在第k+1時(shí)刻的所述速度歐氏距離除以所述第i個(gè)所述目標(biāo)關(guān)節(jié)的關(guān)節(jié)速度上下限差值平方值，得到第i個(gè)所述目標(biāo)關(guān)節(jié)在第k+1時(shí)刻的速度歐氏距離比值；

將第k+1時(shí)刻的各個(gè)所述速度歐氏距離比值進(jìn)行求和，得到第一目標(biāo)函數(shù)；

對(duì)所述第一目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行最小值求解，得到所述優(yōu)化指標(biāo)為關(guān)節(jié)速度時(shí)的所述優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的冗余度機(jī)器人的關(guān)節(jié)加速度規(guī)劃方法，其特征在于，當(dāng)優(yōu)化指標(biāo)設(shè)為關(guān)節(jié)速度時(shí)，第i個(gè)所述目標(biāo)關(guān)節(jié)在第k時(shí)刻的關(guān)節(jié)加速度受約束于第i個(gè)所述目標(biāo)關(guān)節(jié)的關(guān)節(jié)速度上限、第i個(gè)所述目標(biāo)關(guān)節(jié)的關(guān)節(jié)速度下限、第i個(gè)所述目標(biāo)關(guān)節(jié)的關(guān)節(jié)加速度上限和第i個(gè)所述目標(biāo)關(guān)節(jié)的關(guān)節(jié)加速度下限；

所述優(yōu)化指標(biāo)為關(guān)節(jié)速度時(shí)的所述關(guān)節(jié)加速度不等式約束函數(shù)為：

其中，是第i個(gè)所述目標(biāo)關(guān)節(jié)的關(guān)節(jié)速度上限，是第i個(gè)所述目標(biāo)關(guān)節(jié)的關(guān)節(jié)速度下限，是第i個(gè)所述目標(biāo)關(guān)節(jié)的關(guān)節(jié)加速度上限，是第i個(gè)所述目標(biāo)關(guān)節(jié)的關(guān)節(jié)加速度下限，是第i個(gè)所述目標(biāo)關(guān)節(jié)在第k時(shí)刻的所述關(guān)節(jié)速度，是第i個(gè)所述目標(biāo)關(guān)節(jié)在第k時(shí)刻的關(guān)節(jié)加速度，T是采樣周期。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冗余度機(jī)器人的關(guān)節(jié)加速度規(guī)劃方法，其特征在于，當(dāng)所述優(yōu)化指標(biāo)為關(guān)節(jié)位置時(shí)，所述優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)確定的方法步驟為：

根據(jù)第i個(gè)所述目標(biāo)關(guān)節(jié)在第k時(shí)刻的關(guān)節(jié)位置、第i個(gè)所述目標(biāo)關(guān)節(jié)在第k時(shí)刻的關(guān)節(jié)速度、第i個(gè)所述目標(biāo)關(guān)節(jié)在第k時(shí)刻的關(guān)節(jié)加速度和所述采樣周期，確定第i個(gè)所述目標(biāo)關(guān)節(jié)在第k+1時(shí)刻的所述關(guān)節(jié)位置；

對(duì)第i個(gè)所述目標(biāo)關(guān)節(jié)在第k+1時(shí)刻的所述關(guān)節(jié)位置與第i個(gè)所述目標(biāo)關(guān)節(jié)的關(guān)節(jié)位置上下限差值進(jìn)行歐氏距離計(jì)算，得到第i個(gè)所述目標(biāo)關(guān)節(jié)在第k+1時(shí)刻的位置歐氏距離；

將第i個(gè)所述目標(biāo)關(guān)節(jié)的關(guān)節(jié)位置上下限平均值進(jìn)行平方計(jì)算，得到第i個(gè)所述目標(biāo)關(guān)節(jié)的關(guān)節(jié)位置上下限平均值平方值；

將第i個(gè)所述目標(biāo)關(guān)節(jié)在第k+1時(shí)刻的位置歐氏距離除以所述第i個(gè)所述目標(biāo)關(guān)節(jié)的關(guān)節(jié)位置上下限平均值平方值，得到第i個(gè)所述目標(biāo)關(guān)節(jié)在第k+1時(shí)刻的位置歐氏距離比值；

將第k+1時(shí)刻的各個(gè)所述位置歐氏距離比值進(jìn)行求和，得到第二目標(biāo)函數(shù)；

對(duì)所述第二目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行最小值求解，得到所述優(yōu)化指標(biāo)為關(guān)節(jié)位置時(shí)的所述優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)。