基于绳驱并联机器人的避障方法、系统、设备及存储介质技术方案

本发明专利技术公开了一种基于绳驱并联机器人的避障方法、系统、设备及存储介质，基于绳驱并联机器人的避障方法包括：获取若干动锚点初始位置信息、若干绳索初始长度和末端动平台期望位置信息；将若干动锚点初始位置信息和若干绳索初始长度代入正运动学算法以得到末端动平台初始位置信息；根据末端动平台初始位置信息和若干动锚点初始位置信息确定若干绳索初始方向矢量；根据若干绳索初始方向矢量、若干动锚点初始位置信息、末端动平台期望位置信息、预设导轨关系式确定若干动锚点移动位置信息；获取障碍物位置信息和包络半径信息并与动锚点移动位置信息和末端动平台期望位置信息确定旋转角度。本发明专利技术通过旋转角度绕开障碍物以提高工作效率。

【技术实现步骤摘要】
基于绳驱并联机器人的避障方法、系统、设备及存储介质
本专利技术涉及机器人运动学的
，尤其是涉及一种基于绳驱并联机器人的避障方法、系统、设备及存储介质。
技术介绍
大型绳驱并联机器人是一种采用绳索代替刚性连杆的新型并联机器人,具有大工作空间、大负载质量比以及模块化程度高等特点。驱动绳索作为主要的控制单元，需要牵引末端操作平台在工作空间中进行复杂运动。但是工作空间中出现一些不可避免的障碍物时，绳索的运动会受到极大限制，从而使得绳驱并联机器人的工作过效率大幅度降低。目前绳驱并联机器人遇到障碍物后停止运动，经过工人重新定位后再绕过障碍物，则会降低绳驱并联机器人的工作效率。
技术实现思路
本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术提出一种基于绳驱并联机器人的避障方法，能够确定旋转角度以绕开障碍物，从而提高绳驱并联机器人的工作效率。本专利技术还提出一种基于绳驱并联机器人的避障系统。本专利技术还提出一种电子控制设备。本专利技术还提出一种计算机可读存储介质。第一方面，本专利技术的一个实施例提供了基于绳驱并联机器人的避障方法，包括：获取若干动锚点初始位置信息、若干绳索初始长度和末端动平台期望位置信息；将所述若干动锚点初始位置信息和所述若干绳索初始长度代入正运动学算法以得到末端动平台初始位置信息；根据所述末端动平台初始位置信息和所述若干动锚点初始位置信息确定若干绳索初始方向矢量；根据所述若干绳索初始方向矢量、所述若干动锚点初始位置信息、所述末端动平台期望位置信息、预设导轨关系式确定若干动锚点移动位置信息；获取障碍物位置信息和包络半径信息，并根据所述障碍物位置信息、所述包络半径信息、所述动锚点移动位置信息和所述末端动平台期望位置信息确定旋转角度。本专利技术实施例的基于绳驱并联机器人的避障方法至少具有如下有益效果：通过已知的若干动锚点初始位置信息和若干绳索初始长度确定了末端动平台初始位置信息后，根据末端动平台初始位置信息、绳索初始方向矢量、末端动平台期望位置信息确定了动锚点移动位置信息，根据障碍物位置信息、包络半径信息、动锚点移动位置信息和末端动平台期望位置信息确定旋转角度，则绳驱并联机器人可以根据旋转角度进行旋转避障，以绕开障碍物从而提高绳驱并联机器人的工作效率。根据本专利技术的另一些实施例的基于绳驱并联机器人的避障方法，所述将所述若干动锚点初始位置信息和所述若干绳索初始长度代入正运动学算法以得到末端动平台初始位置信息，包括：根据所述若干动锚点初始位置信息和所述若干绳索初始长度确定若干圆方程式；根据所述若干圆方程式确定任意两个所述圆方程式的交点以得到若干圆交点；获取任意两个圆交点的距离之和最小的所述圆交点的位置信息以得到所述末端动平台初始位置信息。根据本专利技术的另一些实施例的基于绳驱并联机器人的避障方法，所述获取任意两个圆交点的距离之和最小的所述圆交点的位置信息以得到所述末端动平台初始位置信息，包括：获取任意两个圆交点的距离之和最小的所述圆交点的若干交点坐标信息；计算所述若干交点坐标信息的平均值以得到所述末端动平台初始位置信息。根据本专利技术的另一些实施例的基于绳驱并联机器人的避障方法，所述根据所述若干绳索初始方向矢量、所述若干动锚点初始位置信息、所述末端动平台期望位置信息、预设导轨关系式确定若干动锚点移动位置信息，包括：根据所述若干动锚点初始位置信息、所述若干绳索初始方向矢量、所述末端动平台期望位置信息确定若干动锚点关系式；根据所述若干动锚点关系式和所述预设导轨关系式确定所述若干动锚点移动位置信息。根据本专利技术的另一些实施例的基于绳驱并联机器人的避障方法，所述获取障碍物位置信息和包络半径信息，并根据所述障碍物位置信息、所述包络半径信息、所述动锚点移动位置信息和所述末端动平台期望位置信息确定旋转角度，包括：获取所述障碍物位置信息和所述包络半径信息；根据所述障碍物位置信息和所述末端动平台期望位置信息确定障碍物矢量；根据所述障碍物矢量和所述包络半径信息确定安全角度；根据所述动锚点移动位置信息和所述末端动平台期望位置信息确定绳索的移动角度；根据所述安全角度和所述移动角度确定所述旋转角度。根据本专利技术的另一些实施例的基于绳驱并联机器人的避障方法，所述根据所述安全角度和所述移动角度确定所述旋转角度，包括：若所述移动角度小于所述安全角度，根据所述安全角度和所有绳索的所述移动角度的差值确定所述旋转角度；若所述移动角度大于所述安全角度，所述旋转角度为0。第二方面，本专利技术的一个实施例提供了基于绳驱并联机器人的避障系统，包括：获取模块，用于获取若干动锚点初始位置信息、若干绳索初始长度和末端动平台期望位置信息；初始位置计算模块，用于根将所述若干动锚点初始位置信息和所述若干绳索初始长度代入正运动学算法以得到末端动平台初始位置信息；矢量计算模块，用于根据所述末端动平台初始位置信息和所述若干动锚点初始位置信息确定若干绳索初始方向矢量；移动位置计算模块，用于根据所述若干绳索初始方向矢量、所述若干动锚点初始位置信息、所述末端动平台期望位置信息、预设导轨关系式确定若干动锚点移动位置信息；旋转角度计算模块，用于获取障碍物位置信息和包络半径信息，并根据所述障碍物位置信息、所述包络半径信息、所述动锚点移动位置信息和所述末端动平台期望位置信息确定旋转角度。本专利技术实施例的基于绳驱并联机器人的避障系统至少具有如下有益效果：通过已知的若干动锚点初始位置信息和若干绳索初始长度确定了末端动平台初始位置信息后，根据末端动平台初始位置信息、绳索初始方向矢量、末端动平台期望位置信息确定了动锚点移动位置信息，然后根据障碍物位置信息、动锚点移动位置信息和末端动平台初始位置信息确定旋转角度，则绳驱并联机器人可以根据旋转角度进行旋转避障，以绕开障碍物从而提高绳驱并联机器人的工作效率。根据本专利技术的另一些实施例的基于绳驱并联机器人的避障系统，所述初始位置计算模块包括：圆方程式计算单元，用于根据所述若干动锚点位置信息和所述若干绳索初始长度确定若干圆方程式；交点获取单元，用于根据所述若干圆方程式确定任意两个所述圆方程式的交点以得到若干圆交点；位置信息获取单元，用于获取任意两个圆交点的距离之和最小的所述圆交点的位置信息以得到所述末端动平台初始位置信息。第三方面，本专利技术的一个实施例提供了计算机可读存储介质，包括：至少一个处理器，以及，与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行如第一方面所述的基于绳驱并联机器人的避障方法。第四方面，本专利技术的一个实施例提供了计算机可读存储介质，包括：所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于使计算机执行如第一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于绳驱并联机器人的避障方法，其特征在于，包括：/n获取若干动锚点初始位置信息、若干绳索初始长度和末端动平台期望位置信息；/n将所述若干动锚点初始位置信息和所述若干绳索初始长度代入正运动学算法以得到末端动平台初始位置信息；/n根据所述末端动平台初始位置信息和所述若干动锚点初始位置信息确定若干绳索初始方向矢量；/n根据所述若干绳索初始方向矢量、所述若干动锚点初始位置信息、所述末端动平台期望位置信息、预设导轨关系式确定若干动锚点移动位置信息；/n获取障碍物位置信息和包络半径信息，并根据所述障碍物位置信息、所述包络半径信息、所述动锚点移动位置信息和所述末端动平台期望位置信息确定旋转角度。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于绳驱并联机器人的避障方法，其特征在于，包括：
获取若干动锚点初始位置信息、若干绳索初始长度和末端动平台期望位置信息；
将所述若干动锚点初始位置信息和所述若干绳索初始长度代入正运动学算法以得到末端动平台初始位置信息；
根据所述末端动平台初始位置信息和所述若干动锚点初始位置信息确定若干绳索初始方向矢量；
根据所述若干绳索初始方向矢量、所述若干动锚点初始位置信息、所述末端动平台期望位置信息、预设导轨关系式确定若干动锚点移动位置信息；
获取障碍物位置信息和包络半径信息，并根据所述障碍物位置信息、所述包络半径信息、所述动锚点移动位置信息和所述末端动平台期望位置信息确定旋转角度。


2.根据权利要求1所述的基于绳驱并联机器人的避障方法，其特征在于，所述将所述若干动锚点初始位置信息和所述若干绳索初始长度代入正运动学算法以得到末端动平台初始位置信息，包括：
根据所述若干动锚点初始位置信息和所述若干绳索初始长度确定若干圆方程式；
根据所述若干圆方程式确定任意两个所述圆方程式的交点以得到若干圆交点；
获取任意两个圆交点的距离之和最小的所述圆交点的位置信息以得到所述末端动平台初始位置信息。


3.根据权利要求2所述的基于绳驱并联机器人的避障方法，其特征在于，所述获取任意两个圆交点的距离之和最小的所述圆交点的位置信息以得到所述末端动平台初始位置信息，包括：
获取任意两个圆交点的距离之和最小的所述圆交点的若干交点坐标信息；
计算所述若干交点坐标信息的平均值以得到所述末端动平台初始位置信息。


4.根据权利要求1至3任一项所述的基于绳驱并联机器人的避障方法，其特征在于，所述根据所述若干绳索初始方向矢量、所述若干动锚点初始位置信息、所述末端动平台期望位置信息、预设导轨关系式确定若干动锚点移动位置信息，包括：
根据所述若干动锚点初始位置信息、所述若干绳索初始方向矢量、所述末端动平台期望位置信息确定若干动锚点关系式；
根据所述若干动锚点关系式和所述预设导轨关系式确定所述若干动锚点移动位置信息。


5.根据权利要求1至3任一项所述的基于绳驱并联机器人的避障方法，其特征在于，所述获取障碍物位置信息和包络半径信息，并根据所述障碍物位置信息、所述包络半径信息、所述动锚点移动位置信息和所述末端动平台期望位置信息确定旋转角度，包括：
获取所述障碍物位置信息和所述包络半径信息；
根据所述障碍物位置信息和所述末端动平台期望位置信息确定障碍物矢量；...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁晗，于大江，徐文福，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学深圳，
类型：发明
国别省市：广东;44