一种机器人轨迹规划方法、系统以及机器人技术方案

本发明专利技术公开了一种机器人轨迹规划方法和系统，该方法包括以下步骤：设置速度前瞻规划对路径进行高阶连续分段，在路径参数下发伺服之前通过该速度前瞻规划修正当前插补周期的路径参数；该速度前瞻规划包括：获取当前速度、加速度、最大加速度以及前瞻最大速度，以设定速度曲线计算无匀速段时机器人降速到零的前瞻距离，根据该前瞻距离进行速度规划；比对该速度规划与参数

【技术实现步骤摘要】
一种机器人轨迹规划方法、系统以及机器人


[0001]本专利技术涉及工业机器人
，具体涉及一种机器人轨迹规划方法、系统以及机器人。

技术介绍

[0002]现有技术中，机器人的运动控制器通过不断插补运算得到机器人/伺服电机的位置、速度、加速度数据，传送给伺服驱动器来实现电机运转，机器人运动。对机器人的速度进行规划及插补，既实现能机器人平稳起停、又能节省加减速时间。随着机器人技术的发展，对机器人的性能也提出了更高的要求。高速、高精度、高稳定性是工业机器人的重要指标。
[0003]为了提高机器人速度、精度以及稳定性，其中一做法是基于路径
‑
速度解耦的最优规划算法，该算法使用动态规划或凸优化的方法，实现各种约束下的时间最优、能量最优等轨迹规划。但是，该算法很难做到加加速度有界，因此，抖动问题难以解决，采用滤波加振动抑制的方法又可能带来约束无法保证，精度降低的问题。
[0004]此外，该基于路径
‑
速度解耦的最优规划算法复杂的计算和轨迹实时拼接问题，都使其实际落地带来了巨大的困难。
专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种机器人轨迹规划方法，其特征在于，包括以下步骤：将路径(p(s))用路径参数形式表示，离散化所述路径，计算各离散点处的限速，并根据关节速度约束拟合参数
‑
速度约束曲线；设置速度前瞻规划对所述路径进行高阶连续分段，并在路径参数下发伺服之前通过所述速度前瞻规划修正当前插补周期的路径参数；所述速度前瞻规划包括：步骤S1：获取当前速度(V
current
)、加速度(A
current
)、最大加速度以及前瞻最大速度(V
max
)，以设定速度曲线计算无匀速段时机器人降速到零的前瞻距离，根据所述前瞻距离进行速度规划；步骤S2：比对所述速度规划与所述参数
‑
速度约束曲线，判断所述速度规划是否存在超限位置，不存在超限位置时下发所述路径参数给伺服从而控制所述机器人运动。2.根据权利要求1所述的机器人轨迹规划方法，其特征在于，存在超限位置时，循环所述速度前瞻规划步骤，包括；调整所述前瞻最大速度(V
max
)，返回所述前瞻规划的步骤S1和步骤S2，重新计算和比对判断速度规划；不存在超限位置时，下发修正的路径参数给伺服从而控制所述机器人运动。3.根据权利要求1或2所述的机器人轨迹规划方法，其特征在于，下发所述插补参数给伺服的同时还包括插补距离判断步骤，包括：更新所述前瞻距离为所述速度规划升速到匀加速段的距离；判断所述路径当前的规划距离是否大于所述前瞻距离；所述规划距离大于所述前瞻距离时，重新以当前插补的当前速度(V
current
)、加速度(A
current
)、最大加速度以及前瞻最大速度(V
max
)进行一次新的分段速度规划；所述规划距离小于所述前瞻距离时，进行实时插补，生成插补点直至所述路径全部结束。4.根据权利要求1所述的机器人轨迹规划方法，其特征在于，还包括路径初始化步骤，所述路径初始化步骤包括：获取路径(p(s))；获取给定的加加速时间(t2)，根据所述加加速时间以及所述设定速度曲线求取力矩约束下的所述最大加速度；将路径(p(s))用路径参数形式表示，离散化所述路径，计算各离散点处的速度约束，根据关节速度约束拟合所述参数
‑
速度约束曲线；初始化所述前瞻规划的参数，首次规划时，所述前瞻距离为零，所述当前速度(V
current
)以及加速度(A
current
)取零，首次前瞻最大速度(V
max
)取自第一个离散点限速的二分之一。5.根据权利要求1或4所述的机器人轨迹规划方法，其特征在于，所述设定速度曲线为S型速度曲线或者Sin型速度曲线；所述参数
‑
速度约束曲线计算公式如下：其中V为最大笛卡尔速度约束，θ
max
为各关节最大速度，J(θ)为该离散点处的雅可比矩
阵，vector为该离散点处的路径一阶导数。6.一种机器人轨迹规划系统，其特征在于，包括轨迹插补模块，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓洪洁，林俐，孙锐，高欢，刘天华，李生，徐龙，
申请(专利权)人：上海新时达电气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：