机器人运动轨迹规划方法、装置、设备及存储介质与流程

本申请涉及机器人控制，特别涉及一种机器人运动轨迹规划方法、机器人运动轨迹规划装置、计算机设备以及计算机可读存储介质。

背景技术：

1、针对机器人搬运、上下料等实际工程应用场景，其运动轨迹通常由关节空间的多段点到点轨迹组成，为了提升运行节拍时间和整体运动平滑性，需要对关节空间的多段轨迹平滑转接进行规划。而目前相关技术通过速度叠加来实现转接规划的方案可以满足平滑性要求，但机器人各轴的运动性能并未发挥到最大，这成为了一个亟待解决的问题。

技术实现思路

1、本申请提供了一种机器人运动轨迹规划方法、机器人运动轨迹规划装置、计算机设备以及计算机可读存储介质，以解决上述背景技术中存在的技术问题。

2、本申请的机器人运动轨迹规划方法，包括：

3、根据初始运动轨迹的转接参数，确定所述初始运动轨迹上路径段轨迹以及过渡段轨迹的控制点序列，所述过渡段轨迹为所述初始运动轨迹中任意相邻两段所述路径段轨迹之间的部分；

4、根据所述控制点序列，构建全局样条曲线；

5、根据所述全局样条曲线，经离散化处理，确定路径点位序列组；

6、根据所述路径点位序列组，经预设计算模型，确定目标规划轨迹。

7、如此，本申请不同于相关技术，从各段运动轨迹的角度出发，通过对每一段运动轨迹以及运动轨迹之间的过渡段进行控制点规划以及样条曲线拟合，再叠加根据各轴速度、加速度以及力矩等力学参量确定的力学约束条件，共同确定目标规划轨迹。这样的方案相比于相关技术中叠加速度的方案而言考虑到了轨迹自身的特点，同时在力学参量约束上采用了速度、加速度与力矩等物理量，相较于速度的叠加精确度更高，更有利于轨迹的精细化与准确化，便于机器人在轨迹上将运动性能在可控范围内发挥到最大。

8、在某些实施方式中，所述根据初始运动轨迹的转接参数，确定所述初始运动轨迹上路径段轨迹以及过渡段轨迹的控制点序列，包括：

9、根据所述初始运动轨迹以及所述转接参数，确定任意所述路径段轨迹的转接点；

10、根据所述初始运动轨迹以及所述任意所述路径段轨迹的转接点，确定任意所述过渡段轨迹的控制点；

11、根据所述任意所述路径段轨迹的转接点以及所述任意所述过渡段轨迹的控制点，确定所述控制点序列。

12、如此，本申请提供了根据初始轨迹确定各个轨迹段落的控制点的方法，以便于后续拟合曲线的计算。

13、在某些实施方式中，所述根据所述初始运动轨迹以及所述转接参数，确定任意所述路径段轨迹的转接点，包括：

14、根据所述初始运动轨迹，确定任意所述路径段轨迹的位移矢量；

15、根据任意相邻两段所述路径段轨迹的位移矢量以及所述转接参数，确定任意所述路径段轨迹的始端转接点与末端转接点。

16、如此，本申请提供了确定路径段轨迹始端转接点与末端转接点的方法。

17、在某些实施方式中，所述根据所述初始运动轨迹以及所述任意所述路径段轨迹的转接点，确定任意所述过渡段轨迹的控制点，包括：

18、根据所述初始运动轨迹，确定任意所述路径段轨迹的位移矢量以及终点位置；

19、根据所述位移矢量、所述终点位置以及任意所述路径段轨迹的始端转接点与末端转接点，确定任意所述过渡段轨迹的控制点。

20、如此，本申请提供了确定过渡段轨迹控制点的方法。

21、在某些实施方式中，所述根据所述全局样条曲线，经离散化处理，确定路径点位序列组，包括：

22、根据所述全局样条曲线，确定所述全局样条曲线的长度；

23、根据所述全局样条曲线的长度以及机器人各轴的速度，确定离散点总数；

24、根据所述离散点总数，确定路径参数序列；

25、根据所述路径参数序列，确定所述路径点位序列组。

26、如此，本申请提供了对拟合曲线进行离散化处理确定一系列路径点数据的方法，为后续的力学约束模型计算提供数据基础。

27、在某些实施方式中，所述路径点位序列组包括路径点位序列、路径点位一阶导序列、路径点位二阶导序列以及路径点位三阶导序列。

28、如此，本申请提供了路径点位序列组的构成。

29、在某些实施方式中，所述根据所述路径点位序列组，经预设计算模型，确定目标规划轨迹，包括：

30、根据机器人各轴的速度、加速度以及力矩约束，确定力学约束矩阵；

31、根据所述力学约束矩阵，构建所述预设计算模型；

32、根据所述预设计算模型，确定与所述路径点位序列组对应的速度参数序列；

33、根据所述路径点位序列组以及所述速度参数序列，确定所述目标规划轨迹。

34、如此，本申请提供了确定目标规划轨迹的方法。

35、本申请的机器人运动轨迹规划装置，包括：

36、控制点生成模块，用于根据初始运动轨迹的转接参数，确定所述初始运动轨迹上路径段轨迹以及过渡段轨迹的控制点序列；

37、轨迹构建模块，用于根据所述控制点序列，构建全局样条曲线；

38、离散化处理模块，用于根据所述全局样条曲线，经离散化处理，确定路径点位序列组；以及

39、轨迹生成模块，用于根据所述路径点位序列组，经预设计算模型，确定目标规划轨迹。

40、本申请的计算机设备，包括处理器和存储器，所述存储器中存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，实现上述的方法。

41、本申请的计算机可读存储介质，存储有计算机程序，当所述计算机程序被一个或多个处理器执行时，实现上述的方法。

42、本申请的实施方式的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实施方式的实践了解到。

技术特征：

1.一种机器人运动轨迹规划方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据初始运动轨迹的转接参数，确定所述初始运动轨迹上路径段轨迹以及过渡段轨迹的控制点序列，包括：

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述初始运动轨迹以及所述转接参数，确定任意所述路径段轨迹的转接点，包括：

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述初始运动轨迹以及所述任意所述路径段轨迹的转接点，确定任意所述过渡段轨迹的控制点，包括：

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述全局样条曲线，经离散化处理，确定路径点位序列组，包括：

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述路径点位序列组包括路径点位序列、路径点位一阶导序列、路径点位二阶导序列以及路径点位三阶导序列。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述路径点位序列组，经预设计算模型，确定目标规划轨迹，包括：

8.一种机器人运动轨迹规划装置，其特征在于，所述装置包括：

9.一种计算机设备，其特征在于，所述计算机设备包括存储器与处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行如权利要求1-7任一所述的方法。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，当所述计算机程序被一个或多个处理器执行时，实现如权利要求1-7任一项所述的方法。

技术总结本申请公开了一种机器人运动轨迹规划方法，包括根据初始运动轨迹的转接参数，确定初始运动轨迹上路径段轨迹以及过渡段轨迹的控制点序列，过渡段轨迹为初始运动轨迹中任意相邻两段路径段轨迹之间的部分；根据控制点序列，构建全局样条曲线；根据全局样条曲线，经离散化处理，确定路径点位序列组；根据路径点位序列组，经预设计算模型，确定目标规划轨迹。本申请通过对每一段轨迹以及轨迹之间的过渡段进行控制点规划与样条曲线拟合，再叠加根据各轴力学参量确定的约束条件确定目标规划轨迹。相比于相关方案考虑到了轨迹自身的特点，同时在力学参量约束上采用了多种物理量，叠加精确度更高，有利于轨迹精细化与准确化，便于机器人将运动性能最大化。技术研发人员：张正扬,陈文杰,彭景福受保护的技术使用者：广东美的制冷设备有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/4