机械手运动避障方法、装置、设备及存储介质与流程

本申请涉及机械控制，尤其涉及一种机械手运动避障方法、装置、设备及存储介质。

背景技术：

1、为了尽可能的减少人员直接参与作业，实现远程遥控和自动化智能化生产，在工业生产中使用机械手臂不仅能够有效降低劳动强度、改善工作环境、减少危险事故的发生，而且还能实现效率和受益的提升。

2、目前，在石油钻井作业中，尽管部分井队已经开始装备自动化的设备，实现简单的半自动化作业，有些复杂的场景还需要相关用户现场确认或辅助，特别是在重复性的起下钻作业中有可能会出现临时性的障碍物，例如，线束带等，由于障碍物是临时出现的，在规划机械手轨迹时，不能提前确定障碍物的具体位置，因此需要相关用户现场辅助避障，以避免机械手在运动过程中受到障碍物的干扰，导致机械手的执行效率降低。

技术实现思路

1、本申请的主要目的在于提供一种机械手运动避障方法、装置、设备及存储介质，旨在解决现有技术中由于障碍物是临时出现的，在规划机械手轨迹时，不能提前确定障碍物的具体位置，需要相关用户现场辅助避障，导致机械手的执行效率降低的技术问题。

2、为实现上述目的，本申请提供一种机械手运动避障方法，所述机械手运动避障方法，包括：

3、检测机械手当前需要执行的运动轨迹中是否存在障碍物；

4、若存在障碍物，则确定所述运动轨迹中的待修正点避开所述障碍物所需的修正向量，所述待修正点为所述运动轨迹中与所述障碍物相撞的点集；

5、基于所述修正向量修正所述运动轨迹中的待修正点，获得修正轨迹，以基于所述修正轨迹执行指定的作业任务。

6、可选地，所述若存在障碍物，则确定所述运动轨迹中的待修正点避开所述障碍物所需的修正向量的步骤，包括：

7、若存在障碍物，则确定所述障碍物在预设坐标系中的中心坐标与所述障碍物的最大尺寸；

8、预测所述运动轨迹中所述机械手与所述障碍物相撞的待修正点；

9、基于待修正点、所述中心坐标、所述最大尺寸以及预设安全距离，确定所述待修正点的修正向量，所述修正向量包括修正方向与修正距离。

10、可选地，所述基于待修正点、所述中心坐标、所述最大尺寸以及预设安全距离，确定所述待修正点的修正向量的步骤，包括：

11、确定从所述中心坐标到所述待修正点的单位方向向量；

12、基于所述最大尺寸与预设安全距离确定所述待修正点避开所述障碍物所需的最小距离；

13、基于所述单位方向向量与所述最小距离，确定所述待修正点的修正向量。

14、可选地，所述障碍物包括动态障碍物，所述若存在障碍物，则确定所述障碍物在预设坐标系中的中心坐标的步骤，包括：

15、若存在动态障碍物，则控制所述机械手沿所述运动轨迹运动，并实时监测所述动态障碍物的运动路线；

16、基于所述运动路线预测所述机械手是否会与所述动态障碍物相撞；

17、若会相撞，则判断所述机械手与所述动态障碍物的碰撞点；

18、基于所述碰撞点确定所述动态障碍物在预设坐标系中的中心坐标。

19、可选地，所述障碍物包括静态障碍物，所述若存在障碍物，则确定所述障碍物在预设坐标系中的中心坐标的步骤，还包括：

20、若存在静态障碍物，则判断所述运动轨迹是否会途径所述静态障碍物；

21、若会途径所述静态障碍物，则确定所述静态障碍物在预设坐标系中的中心坐标。

22、可选地，所述基于所述修正向量修正所述运动轨迹中的待修正点，获得修正轨迹的步骤之前，还包括：

23、基于所述修正距离确定所述障碍物的球形包络半径；

24、对比所述球形包络半径是否小于所述障碍物与所述运动轨迹中对应轨迹点之间的空间距离；

25、若所述球形包络半径不小于所述空间距离，则确定所述空间距离对应的轨迹点为待修正点。

26、可选地，所述对比所述球形包络半径是否小于所述障碍物与所述运动轨迹中对应轨迹点之间的空间距离的步骤，包括：

27、依次遍历所述运动轨迹中各轨迹点与所述障碍物之间的空间距离；

28、依次对比所述球形包络半径与各所述空间距离的大小，判断所述球形包络半径是否小于所述空间距离。

29、此外，为实现上述目的，本申请还提供一种机械手运动避障装置，机械手运动避障装置包括：

30、检测模块，用于检测机械手当前需要执行的运动轨迹中是否存在障碍物；

31、判断模块，用于若存在障碍物，则确定所述运动轨迹中的待修正点避开所述障碍物所需的修正向量，所述待修正点为所述运动轨迹中与所述障碍物相撞的点集；

32、修正模块，用于基于所述修正向量修正所述运动轨迹中的待修正点，获得修正轨迹，以基于所述修正轨迹执行指定的作业任务。

33、此外，为实现上述目的，本申请还提出一种机械手运动避障设备，所述设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的机械手运动避障程序，所述机械手运动避障程序配置为实现如上文所述的机械手运动避障方法的步骤。

34、此外，为实现上述目的，本申请还提出一种存储介质，所述存储介质上存储有机械手运动避障程序，所述机械手运动避障程序被处理器执行时实现如上文所述的机械手运动避障方法的步骤。

35、本申请提供一种机械手运动避障方法、装置、设备及存储介质，与现有技术中由于障碍物是临时出现的，在规划机械手轨迹时，不能提前确定障碍物的具体位置，需要相关用户现场辅助避障，导致机械手的执行效率降低相比，在本申请中，检测机械手当前需要执行的运动轨迹中是否存在障碍物；若存在障碍物，则确定所述运动轨迹中的待修正点避开所述障碍物所需的修正向量，所述待修正点为所述运动轨迹中与所述障碍物相撞的点集；基于所述修正向量修正所述运动轨迹中的待修正点，获得修正轨迹，以基于所述修正轨迹执行指定的作业任务。即在本申请中，在机械手每次执行已经规划好的运动轨迹时，先判断运动轨迹中是否存在障碍物，再根据障碍物与运动轨迹中的待修正点确定各待修正点的修正向量，以根据修正向量对运动轨迹进行修正，以避免每次遇到临时出现的障碍物时，需要相关用户现场辅助避障，进而提高了机械手的执行效率。

技术特征：

1.一种机械手运动避障方法，其特征在于，所述机械手运动避障方法，包括：

2.如权利要求1所述的机械手运动避障方法，其特征在于，所述若存在障碍物，则确定所述运动轨迹中的待修正点避开所述障碍物所需的修正向量的步骤，包括：

3.如权利要求2所述的机械手运动避障方法，其特征在于，所述基于待修正点、所述中心坐标、所述最大尺寸以及预设安全距离，确定所述待修正点的修正向量的步骤，包括：

4.如权利要求2所述的机械手运动避障方法，其特征在于，所述障碍物包括动态障碍物，所述若存在障碍物，则确定所述障碍物在预设坐标系中的中心坐标的步骤，包括：

5.如权利要求2所述的机械手运动避障方法，其特征在于，所述障碍物包括静态障碍物，所述若存在障碍物，则确定所述障碍物在预设坐标系中的中心坐标的步骤，还包括：

6.如权利要求1-5任一项所述的机械手运动避障方法，其特征在于，所述基于所述修正向量修正所述运动轨迹中的待修正点，获得修正轨迹的步骤之前，还包括：

7.如权利要求6所述的机械手运动避障方法，其特征在于，所述对比所述球形包络半径是否小于所述障碍物与所述运动轨迹中对应轨迹点之间的空间距离的步骤，包括：

8.一种机械手运动避障装置，其特征在于，所述机械手运动避障装置包括：

9.一种机械手运动避障设备，其特征在于，所述机械手运动避障设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的机械手运动避障程序，所述机械手运动避障程序配置为实现如权利要求1至7中任一项所述的机械手运动避障方法的步骤。

10.一种存储介质，其特征在于，存储介质上存储有实现机械手运动避障方法的程序，实现机械手运动避障方法的程序被处理器执行以实现如权利要求1至7中任一项所述机械手运动避障方法的步骤。

技术总结本申请公开了一种机械手运动避障方法、装置、设备及存储介质，涉及机械控制技术领域，该方法包括：检测机械手当前需要执行的运动轨迹中是否存在障碍物；若存在障碍物，则确定运动轨迹中的待修正点避开障碍物所需的修正向量，待修正点为运动轨迹中与障碍物相撞的点集；基于修正向量修正运动轨迹中的待修正点，获得修正轨迹，以基于修正轨迹执行指定的作业任务。在本申请中，在机械手每次执行已经规划好的运动轨迹时，先判断运动轨迹中是否存在障碍物，再根据障碍物与运动轨迹中的待修正点确定各待修正点的修正向量，以根据修正向量修正运动轨迹，以避免每次遇到临时出现的障碍物时，需要相关用户现场辅助避障，进而提高了机械手的执行效率。技术研发人员：刘彪,吴辉,肖文受保护的技术使用者：三一能源装备有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/2