凸轮曲线生成方法、装置和电子设备、介质与流程

本发明涉及曲线规划及运动控制，尤其涉及一种凸轮曲线生成方法、装置和电子设备、介质。

背景技术：

1、目前，对复杂图形的涂胶曲线规划多为拼接曲线。例如对于纸巾包装设备中复杂多样的蛤壳式涂胶曲线规划，基于所规划的拼接曲线对机械手进行运动控制时，往往会出现机械手在拼接点处的抖动等，造成涂胶不良等问题。

技术实现思路

1、鉴于此，本发明提供了一种凸轮曲线生成方法、装置和电子设备、介质，用于至少部分地解决上述技术问题。

2、第一方面，本公开提供了一种凸轮曲线生成方法，包括：

3、a确定坐标系下能够表征目标运动轨迹的m个运动点的坐标，m为正整数；

4、b对于所述坐标系的每个轴维度，执行步骤(i)和(ii)：(i)基于所述m个运动点在该轴维度下的坐标分量分别对相邻运动点构建五次多项式曲线的方程，得到对应m-1段五次多项式曲线的方程组；(ii)基于相邻段的所述五次多项式曲线之间共同的所述运动点在该轴维度下的速度、加速度和加加速度分别相同，利用每个所述运动点在该轴维度下的坐标分量以及起始运动点和终止运动点在该轴维度的速度分量、加速度分量求解所述方程组，得到所述m个运动点在该轴维度下的速度分量、加速度分量和加加速度分量；

5、c基于所述m个运动点在所述每个轴维度下的坐标分量、速度分量、加速度分量和加加速度分量生成用于指导执行装置运动的凸轮曲线。

6、在一种可能的实现方式中，所述目标运动轨迹指示目标图形轮廓，并且所述目标图形轮廓为连续曲线轮廓。

7、在一种可能的实现方式中，步骤a之前，还包括：

8、基于所述目标图形轮廓选取所述目标运动轨迹的所有拐角点，所述m个运动点至少包括该所有拐角点，所述拐角点的曲率大于预定曲率值。

9、在一种可能的实现方式中，所述起始运动点与所述终止运动点为同一点。

10、在一种可能的实现方式中，步骤c之后，还包括：

11、基于所述凸轮曲线得到初始运动轨迹曲线并显示所述初始运动轨迹曲线，所述凸轮曲线为在所述每个轴维度下的坐标-时间曲线。

12、在一种可能的实现方式中，所述显示所述初始运动轨迹曲线之后，还包括：

13、(a)获取调整后的所述m个运动点的坐标和/或时间；

14、(b)执行步骤a至c，得到校正后的凸轮曲线；

15、(c)基于校正后的凸轮曲线得到校正后的运动轨迹曲线；

16、(d)至少一次地执行以上步骤(a)至(c)，直至得到目标运动轨迹曲线。

17、第二方面，本公开提供了一种凸轮曲线生成装置，所述装置包括：

18、确定模块，用于确定坐标系下能够表征目标运动轨迹的m个运动点的坐标，m为正整数；

19、计算模块，用于对于所述坐标系的每个轴维度，基于所述m个运动点在该轴维度下的坐标分量分别对相邻运动点构建五次多项式曲线的方程，得到对应m-1段五次多项式曲线的方程组；并且，基于相邻段的所述五次多项式曲线之间共同的所述运动点在该轴维度下的速度、加速度和加加速度分别相同，利用每个所述运动点在该轴维度下的坐标分量以及起始运动点和终止运动点在该轴维度的速度分量、加速度分量求解所述方程组，得到所述m个运动点在该轴维度下的速度分量、加速度分量和加加速度分量；

20、生成模块，用于基于所述m个运动点在所述每个轴维度下的坐标分量、速度分量、加速度分量和加加速度分量生成用于指导执行装置运动的凸轮曲线。

21、在一种可能的实现方式中，所述目标运动轨迹指示目标图形轮廓，并且所述目标图形轮廓为连续曲线轮廓；

22、所述确定模块还用于基于目标图形轮廓选取所述目标运动轨迹的所有拐角点，所述m个运动点至少包括该所有拐角点，所述拐角点的曲率大于预定曲率值。

23、第三方面，本公开提供了一种电子设备，所述电子设备包括：处理器、通信接口、存储器和总线，所述处理器、所述通信接口和所述存储器通过所述总线完成相互间的通信；

24、所述存储器用于存储至少一可执行指令，所述可执行指令使所述处理器执行前述任一项所述方法对应的操作。

25、第四方面，本公开提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机指令，所述计算机指令在被处理器执行时，使所述处理器执行前述任一项所述的方法。

26、在本申请的实施例中，可一次性生成各种复杂的二维凸轮曲线甚至三维凸轮曲线，无需分段构建和拼接曲线，生成的凸轮曲线可连续推导速度、加速度等参数，基于该凸轮曲线的运动控制过程顺滑，无抖动问题。此外，生成的凸轮曲线可视化设置，可任意修改以校正。

技术特征：

1.一种凸轮曲线生成方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的凸轮曲线生成方法，其特征在于，所述目标运动轨迹指示目标图形轮廓，并且所述目标图形轮廓为连续曲线轮廓。

3.根据权利要求2所述的凸轮曲线生成方法，其特征在于，步骤a之前，还包括：

4.根据权利要求2所述的凸轮曲线生成方法，其特征在于，所述起始运动点与所述终止运动点为同一点。

5.根据权利要求1所述的凸轮曲线生成方法，其特征在于，步骤c之后，还包括：

6.根据权利要求5所述的凸轮曲线生成方法，其特征在于，所述显示所述初始运动轨迹曲线之后，还包括：

7.一种凸轮曲线生成装置，其特征在于，所述装置包括：

8.根据权利要求7所述的凸轮曲线生成装置，其特征在于，所述目标运动轨迹指示目标图形轮廓，并且所述目标图形轮廓为连续曲线轮廓；

9.一种电子设备，所述电子设备(500)包括：处理器(502)、通信接口(504)、存储器(506)和总线(508)，所述处理器(502)、所述通信接口(504)和所述存储器(506)通过所述总线(508)完成相互间的通信；

10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机指令，所述计算机指令在被处理器执行时，使所述处理器执行权利要求1-6中任一项所述的方法。

技术总结本申请实施例提供了一种凸轮曲线生成方法、装置和电子设备、介质。该方法包括：确定坐标系下能够表征目标运动轨迹的m个运动点的坐标，m为正整数；对于所述坐标系的每个轴维度，基于所述m个运动点在该轴维度下的坐标分量分别对相邻运动点构建五次多项式曲线的方程得到对应m‑1段五次多项式曲线的方程组，并且求解该方程组得到所述m个运动点在该轴维度下的速度分量、加速度分量和加加速度分量；基于所述m个运动点在所述每个轴维度下的坐标分量、速度分量、加速度分量和加加速度分量生成用于指导执行装置运动的凸轮曲线。本申请实施例生成的凸轮曲线可连续推导速度、加速度等参数，基于该凸轮曲线的运动控制过程顺滑，无抖动问题。技术研发人员：汤生受保护的技术使用者：西门子（中国）有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/9