基于S曲线加减速的运动目标动态跟踪方法、系统及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种基于S曲线加减速的运动目标动态跟踪方法、系统及装置，该方法包括：获取同一时刻的目标物体初始位置和跟踪装置初始位置，预测跟踪装置跟踪至目标物体的相遇点位置，构建几何模型；根据S曲线加减速算法划分跟踪装置的工作区域，计算工作区域初始化参数；判断目标物体运行轨迹与跟踪装置初始位置关系，确定目标物体运行轨迹经过的跟踪装置工作区域；分别根据几何模型构建跟踪装置不同工作区域的动态跟踪方程，并基于整体时间最短原则求解动态跟踪方程，进行动态跟踪。本发明专利技术充分利用机器人的工作空间，基于时间最短的原则动态跟踪传送带上的工件，具有良好的动态性能和抓取效率。

Dynamic tracking method, system and device of moving target based on S curve plus deceleration

【技术实现步骤摘要】
基于S曲线加减速的运动目标动态跟踪方法、系统及装置
本专利技术属于计算机数控系统运动控制的
，尤其是涉及一种基于S曲线加减速的运动目标动态跟踪方法、系统及装置。
技术介绍
机器人的一个常见应用领域是运动目标的跟踪，实现如抓取、包装、分拣等应用。例如，在机器人分拣中，将DELTA并联机械手应用于视觉分拣系统，能够显著提高生产效率，增强机器人的环境适应能力。但是，一个高效、合理的抓取模式是视觉分拣系统正常工作的前提。典型的视觉分拣系统包含的装置主要有：机器人、直线传送带、视觉系统和工件。传送带以恒定速度从上游方向往下游方向直线传输，视觉系统位于传送带上方，使用视觉系统对直线传送带上的工件定位。传送带运行过程中，视觉系统检测处于拍摄区域中的工件，视觉系统将拍摄区域中的工件的位置信息拍摄并记录，将位置信息传递给控制器，控制器将数据传输给机器人，机器人对工件位置数据进行分析并预测抓取位置，实现准确定位，机器人随即规划运动轨迹，完成相应的如动态抓取等动作。传统采用定点等待抓取的方式，不能充分利用机器人的工作空间，难以提高分拣效率。现有的方法中，中国专利文件(申请号201010184309.本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于S曲线加减速的运动目标动态跟踪方法，其特征在于，该方法包括：获取同一时刻的目标物体初始位置和跟踪装置初始位置，预测跟踪装置跟踪至目标物体的相遇点位置，构建几何模型；根据S曲线加减速算法划分跟踪装置的工作区域，计算工作区域初始化参数；判断目标物体运行轨迹与跟踪装置初始位置关系，确定目标物体运行轨迹经过的跟踪装置工作区域；分别根据几何模型构建跟踪装置不同工作区域的动态跟踪方程，并基于整体时间最短原则求解动态跟踪方程，进行动态跟踪。

【技术特征摘要】
1.一种基于S曲线加减速的运动目标动态跟踪方法，其特征在于，该方法包括：获取同一时刻的目标物体初始位置和跟踪装置初始位置，预测跟踪装置跟踪至目标物体的相遇点位置，构建几何模型；根据S曲线加减速算法划分跟踪装置的工作区域，计算工作区域初始化参数；判断目标物体运行轨迹与跟踪装置初始位置关系，确定目标物体运行轨迹经过的跟踪装置工作区域；分别根据几何模型构建跟踪装置不同工作区域的动态跟踪方程，并基于整体时间最短原则求解动态跟踪方程，进行动态跟踪。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述跟踪装置跟踪至目标物体相遇点的跟踪过程运行轨迹为门字形轨迹，其中，跟踪过程中的水平运动阶段采用S曲线加减速算法，并将跟踪过程中的水平运动阶段划分跟踪装置的工作区域；所述跟踪装置的工作区域根据S曲线加减速算法中S型速度曲线是否存在匀加速段、匀减速段和/或匀速段在水平面将跟踪过程进行划分。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述跟踪装置的工作区域包括跟踪装置初始位置由内向外辐射的第一工作区域、第二工作区域、第三工作区域和第四工作区域；所述第一工作区域为跟踪装置的S型速度曲线不存在匀加速段、匀减速段和匀速段的工作区域；所述第二工作区域为跟踪装置的S型速度曲线存在匀减速段、不存在匀加速段和匀速段的工作区域；所述第三工作区域为跟踪装置的S型速度曲线存在匀加速段和匀减速段、不存在匀速段的工作区域；所述第四工作区域为跟踪装置的S型速度曲线存在匀速段和/或匀加速段、匀减速段的工作区域。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述工作区域初始化参数包括工作区域半径；所述工作区域半径为跟踪装置由初始位置移动到该工作区域外围边界时的位移，包括第一工作区域半径、第二工作区域半径、第三工作区域半径和第四工作区域半径。5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述判断目标物体运行轨迹与跟踪装置初始位置关系，确定目标物体运行轨迹经过的跟踪装置工作区域的具体步骤为：若目标物体运行轨迹与跟踪装置初始位置距离小于第一工作区域半径，则目标物体运行轨迹经过的跟踪装置工作区域依次为第四工作区域、第三工作区域、第二工作区域、第一工作区域、第二工作区域、第三工作区域和第四工作区域；若目标物体运行轨迹与跟踪装置初始位置距离大于第一工作区域半径小于第二工作区域，则目标物体运行轨迹经过的跟踪装置工作区域依次为第四工作区域、第三工作区域、第二工作区域、第三工作区域和第四工作区域；若目标物体运行轨迹与跟踪装置初始位置距离大于第二工作区域半径小于第三工作区域半径，则目标物体运行轨迹经过的跟踪装置工作区域依次为第四工作区域、第三工作区域和第四工作区域；若目标物体运行轨迹与跟踪装置初始位置距离大于第三工作区域半径小于第四工作区域半径，则目标物体运行轨迹经过的跟踪装置工作区域为第四工作区域。6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于整体时间最短原则求解动态跟踪方程的具体步骤为：依次求解目标物体运行轨迹经过的跟踪装置工作区域的动态跟踪方...

【专利技术属性】
技术研发人员：张承瑞，倪鹤鹏，陈齐志，姬帅，刘亚男，胡天亮，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：山东,37