可避障的挖掘机工作装置作业轨迹规划方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种可避障的挖掘机工作装置作业轨迹规划方法及装置，所述方法包括：生成挖掘机工作装置的运动避障路径点；基于所述运动避障路径点，进行挖掘机工作装置运动轨迹规划，生成最优路径；基于所述最优路径，控制挖掘机工作装置的运动。本发明专利技术不仅使挖掘机工作装置实现运动过程中的避障避碰，而且满足挖掘机工作装置各个节点的运行学约束，同时能达到时间最优的目标，从而提高挖掘机工作装置的工作效率，缓解挖掘操作对专业性人才依赖的限制。制。制。

【技术实现步骤摘要】
可避障的挖掘机工作装置作业轨迹规划方法及装置


[0001]本专利技术属于挖掘臂作业轨迹规划
，具体涉及一种可避障的挖掘机工作装置作业轨迹规划方法及装置。

技术介绍

[0002]随着社会的不断进步发展，为了更好的为人类服务，挖掘机的作业质量要求也亟待提高，如何完善其工作效率及工作可靠性成为当务之急。而对挖机进行轨迹规划，使其能够快速平稳的完成挖掘任务，则能有效解决上述问题，从而提高了挖掘机的整体性能。轨迹规划研究的主要内容是首先根据环境信息，通过避障算法得到避障路径点，然后在此基础上规划挖机臂每个关节的位移、速度以及加速度问题，最终使挖机臂末端完成一定工况下的作业。挖机臂轨迹规划是挖机臂正运动学问题和逆运动学问题的实际应用，因此，对挖机臂进行轨迹规划时，必须遵循一定的原则并采用合理的方法，避免其位移、速度以及加速度的突变。
[0003]因此进行挖机臂的轨迹优化研究是对其进行智能化改造升级的重要组成部分，它可促进挖掘机的产业结构调整，而且挖掘机智能化的进步也必将带动其他行业的发展，这对工业领域的自动化技术实现乃至国民经济的全面发展都有本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可避障的挖掘机工作装置作业轨迹规划方法，其特征在于，包括：生成挖掘机工作装置的运动避障路径点；基于所述运动避障路径点，进行挖掘机工作装置运动轨迹规划，生成最优路径；基于所述最优路径，控制挖掘机工作装置的运动。2.根据权利要求1所述的一种可避障的挖掘机工作装置作业轨迹规划方法，其特征在于，所述运动避障路径点的生成方法包括：获得障碍物的位置信息以及形状信息；基于挖掘机工作装置的运动起始点和运动目标点的坐标信息，以及所述障碍物的位置信息以及形状信息，规划出避障路径点。3.根据权利要求2所述的一种可避障的挖掘机工作装置作业轨迹规划方法，其特征在于，所述基于挖掘机工作装置的运动起始点和运动目标点的坐标信息，以及所述障碍物的位置信息以及形状信息，规划出避障路径点，具体为：根据障碍物的位置信息以及形状信息，设置障碍物的栅格位置以及面积；根据挖机工作装置末端的运动起始点和运动目标点的坐标信息，将挖掘工作装置运动空间栅格化后，取栅格中心为节点；利用A*算法，基于障碍物的栅格位置、面积，以及栅格化后的挖掘工作装置运动空间，根据节点的优先级，进行避障的路径规划。4.根据权利要求3所述的一种可避障的挖掘机工作装置作业轨迹规划方法，其特征在于，所述A*算法通过以下函数来计算每个节点的优先级：F(n)＝G(n)+H(n)其中，F(n)是节点n的综合优先级，G(n)是节点n距离起点的代价，H(n)是节点n距离终点的预计代价，当选择下一个要遍历的节点时，总会选取综合优先级值最小的节点。5.根据权利要求1所述的一种可避障的挖掘机工作装置作业轨迹规划方法，其特征在于：所述最优路径的生成方法包括：基于所述运动避障路径点，利用插值函数分段建立三次多项式；以动作时间最短为目标函数，以运动速度、加速度、脉动曲线不超过相应约束范围为约束条件，求解出三次多项式的各项系数，得到最优路径。6.根据权利要求5所述的一种可避障的挖掘机工作装置作业轨迹规划方法，其特征在于：所述三次多项式为：P
ji
(t)＝s
ji3
t3+s
ji2
t2+s
ji1
t+s
ji0
其中，P
ji
(t)表示的是第j个关节的第i段轨迹表达式，在N个关节的机械臂中j＝1,2,3,
…
,N，当挖掘机工作装置从起始点至目标点共计有n个中间点时，每个关节的轨迹可以划分为第i＝1,2,3,
…
,n
‑
1段；s
ji3
表示的是第j个关节、第i段轨迹中三次项的系数，s
ji2
表示的是第j个关节、第i段轨迹中二次项的系数，s
ji1...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐标，杨超，艾云峰，高娇，
申请(专利权)人：江苏徐工工程机械研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：