一种连续体机器人逆运动学求解方法技术

一种连续体机器人逆运动学求解方法，涉及连续体机器人运动控制领域，解决现有逆运动学方法存在着求解过程复杂，计算效率低，甚至存在奇异位形等问题，本发明专利技术通过位姿插值：蛇形臂关键节点预处理，蛇形臂关键节点逆向迭代和正向迭代计算以及判断误差值等步骤实现逆运动最终求解。本发明专利技术方法生成的位姿更加自然，连续体机器人的各个关节运动分布均匀。相较于雅可比矩阵的迭代式算法，本方法运动分布均匀，无奇异点，不存在奇异位姿等问题。将本发明专利技术所述的方法应用到连续体机器人的实时控制当中，可以提高运动控制的精度且实时性高，实现对连续体机器人的实时控制。对连续体机器人的实时控制。对连续体机器人的实时控制。

【技术实现步骤摘要】
一种连续体机器人逆运动学求解方法


[0001]本专利技术涉及连续体机器人运动控制领域，具体涉及一种连续体机器人逆运动学求解方法。

技术介绍

[0002]连续体机器人是一种新型的无关节的仿生机器人。连续体机器人相较于传统的刚性机器人而言，可以根据障碍物环境灵活的改变自身的形状，因此对狭小和非结构化的环境具有较强的适应能力。因而广泛的应用于外科微创手术，探索救援，航空检修等领域。连续体机器人的逆运动学是保障连续体机器人在狭小空间运行和作业的基础。
[0003]然而当前的逆运动学方法存在着求解过程复杂，计算效率低，甚至存在奇异位形等一系列问题。而快速可靠的逆运动学求解，是连续体机器人实时控制的基础。
[0004]为了解决上述问题，本专利技术的目的是提供一种简单有效的逆运动学求解方法，实现多段式连续体机器人快速有效的逆解。

技术实现思路

[0005]本专利技术为解决现有逆运动学方法存在着求解过程复杂，计算效率低，甚至存在奇异位形等问题，提供一种连续体机器人逆运动学求解方法。
[0006]一种连续体机器人逆运动学求本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种连续体机器人逆运动学求解方法，其特征是：该方法由以下步骤实现：步骤一、位姿插值；根据蛇形臂的初始位姿和目标位姿进行插值，获得蛇形臂路径上的中间目标点；步骤二、蛇形臂关键节点预处理；根据蛇形臂的当前位姿和中间目标点的位置，对蛇形臂的关键节点的位置进行调整；步骤三、蛇形臂关键节点逆向迭代计算；从蛇形臂的末端开始，根据上一个关键节点的位姿和下一个关键节点的坐标，逆向迭代求解蛇形臂的构型参数；步骤四、蛇形臂关键节点正向迭代计算；步骤五、判断误差；根据蛇形臂的当前位姿和中间目标点的位置，判断蛇形臂末端距离中间目标点是否小于阈值，若否，则返回执行步骤三，若是，则执行步骤六；步骤六、根据获得的蛇形臂的构型参数，蛇形臂运动到下一个目标点；步骤七、判断蛇形臂是否到达路径终点，若是，则结束；若否，返回执行步骤二。2.根据权利要求1所述的一种连续体机器人逆运动学求解方法，其特征在于：步骤二中，对蛇形臂的关键节点的位置进行调整的具体过程为：首先，设定连续体机器人中间目标点的坐标为p
end
，连续体机器人当前末端点的坐标为p
ini
，将连续体机器人当前末端点移动到中间目标点；则连续体机器人末端点移动的距离为：d
inv
＝p
end
‑
p
ini
然后，移动其他关键节点，并作当前末端点到中间目标点的连线，其他关键节点的移动方向和...

【专利技术属性】
技术研发人员：于靖军，吴昊然，裴旭，潘杰，李国鑫，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：