一种机器人轨迹规划方法及系统技术方案

本发明专利技术属于机器人轨迹规划领域，提供了一种机器人轨迹规划方法及系统。其中，机器人轨迹规划方法包括获取机器人可行路径；重复剪枝可行路径的运动走廊；基于重复剪枝后的运动走廊之间的连通关系形成无向图，其中每个运动走廊作为无向图的一个顶点，包含前端路径搜索路径点的运动走廊之间的相交区域作为连接顶点的边；基于Dijkstra算法及每条边的时间代价，搜索一组最优运动走廊组合；将最优运动走廊组合作为安全约束，基于Bernstein多项式基的分段曲线轨迹公式生成机器人规划轨迹。

【技术实现步骤摘要】
一种机器人轨迹规划方法及系统
本专利技术属于机器人轨迹规划领域，尤其涉及一种机器人轨迹规划方法及系统。
技术介绍
本部分的陈述仅仅是提供了与本专利技术相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术。在平面内规划出机器人的可行路径之后，需要对环境中的自由空间进行提取以形成用于后端轨迹规划的位置上的硬约束条件来保证轨迹的安全性。其中，将自由空间称作运动走廊。运动走廊可以为轨迹提供位置上的硬约束条件，同时也决定了轨迹的段数。运动走廊数目的增多会导致轨迹分段的增多，而轨迹分段的增多又增加了需要优化的参数数量，进而加重了整体的计算负担。由于通过前端路径搜索得到的路径节点十分稠密，因此把每个路径点都进行运动走廊的生成并参与到最终的轨迹规划中是不可行的，有必要针对一些作用不大的运动走廊进行剪枝。重复剪枝是在运动走廊进行初步扩展的同时删除掉具有相互包含关系的运动走廊。具体实现是在新运动走廊向外初步扩展一到两层后判断处于初步扩展中的新运动走廊是否被旧运动走廊包含，若没有包含再继续执行后续扩展，否则放弃扩展。重复剪枝可以对路径节点周围的自由空间较为本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种机器人轨迹规划方法，其特征在于，包括：/n获取机器人可行路径；/n重复剪枝可行路径的运动走廊；/n基于重复剪枝后的运动走廊之间的连通关系形成无向图，其中每个运动走廊作为无向图的一个顶点，包含前端路径搜索路径点的运动走廊之间的相交区域作为连接顶点的边；/n基于Dijkstra算法及每条边的时间代价，搜索一组最优运动走廊组合；/n将最优运动走廊组合作为安全约束，基于Bernstein多项式基的分段曲线轨迹公式生成机器人规划轨迹。/n

【技术特征摘要】
1.一种机器人轨迹规划方法，其特征在于，包括：
获取机器人可行路径；
重复剪枝可行路径的运动走廊；
基于重复剪枝后的运动走廊之间的连通关系形成无向图，其中每个运动走廊作为无向图的一个顶点，包含前端路径搜索路径点的运动走廊之间的相交区域作为连接顶点的边；
基于Dijkstra算法及每条边的时间代价，搜索一组最优运动走廊组合；
将最优运动走廊组合作为安全约束，基于Bernstein多项式基的分段曲线轨迹公式生成机器人规划轨迹。


2.如权利要求1所述的机器人轨迹规划方法，其特征在于，时间代价为下一步扩展运动走廊和当前运动走廊重叠面积的倒数。


3.如权利要求1所述的机器人轨迹规划方法，其特征在于，可行路径的运动走廊依次经初步扩展和轴向膨胀操作获得。


4.如权利要求1所述的机器人轨迹规划方法，其特征在于，基于Bernstein多项式基的分段曲线轨迹公式还包括路径点约束、连续性约束和动力学可行性约束。


5.如权利要求1所述的机器人轨迹规划方法，其特征在于，在生成机器人规划轨迹的过程中，轨迹规划代价函数选取运行时间最优、能量最优及Jerk最优，其中，Jerk最优的轨迹在速度和加速度上均保持连续和光滑。


6.一种机器人轨迹规划系统，其特征在于，包括：

【专利技术属性】
技术研发人员：周风余，冯震，高阳天，万方，顾潘龙，夏英翔，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：山东;37