工程机械作业装置连续轨迹位姿的规划方法、规划装置、电子设备及存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种工程机械作业装置连续轨迹位姿的规划方法、规划装置、电子设备及存储介质。其中，规划方法包括：步骤S10：将运动轨迹分解为多个轨迹段；步骤S20；读取某一轨迹段，进行速度规划；步骤S30：根据速度规划结果判断工程机械作业装置是否运动至轨迹段的平滑拐点，若是，则读取下一段轨迹段并进行运动学逆解输出关节角，若否，则进行位置插补，输出周期位置，并进行运动学逆解输出关节角。当工程机械作业装置运动至某一轨迹段的平滑拐点时，提前读取下一段轨迹，从而使得工程机械作业装置在整个运动轨迹上的运行更加流畅。并且运行的过程中同步进行运动学逆解输出关节角，实现了位置与姿态的同步调整，从而提高工作效率和速度。率和速度。率和速度。

【技术实现步骤摘要】
工程机械作业装置连续轨迹位姿的规划方法、规划装置、电子设备及存储介质


[0001]本专利技术涉及工程机械作业装置的控制
，具体涉及一种工程机械作业装置的连续轨迹位姿的规划方法、规划装置、电子设备及存储介质。

技术介绍

[0002]在工程机械的无人作业过程中，例如挖掘机的无人挖掘过程中，工作效率具有重大的意义，工作效率与工程机械作业装置的路径运动速度和连续性息息相关。而工程机械作业装置作业运动速度一般与实际的任务场景相关联，因此，在自动作业过程中，优化作业装置的运动位置和姿态的连续性就意义非凡。
[0003]在目前的一些技术和工程化的应用中，较少的涉及到对工程机械作业装置的工作轨迹进行连续性优化以提升挖掘机的工作效率，多采用模拟人工操作的方式来进行自动作业，或者对工作空间的轨迹进行分割，分段进行执行。但现有技术对段间的轨迹连续性优化不足，降低了工作速度。

技术实现思路

[0004]因此，本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术中的工程机械作业装置的轨迹规划连续性优化不足，导致工作效率低的缺陷，从而提供一种工程机械作业装置连续轨迹位姿的规划方法、规划装置、电子设备及存储介质。
[0005]为了解决上述问题，本专利技术提供了一种工程机械作业装置连续轨迹位姿的规划方法，包括：步骤S10：将运动轨迹分解为多个轨迹段；步骤S20；读取某一轨迹段，进行速度规划；步骤S30：根据速度规划结果判断工程机械作业装置是否运动至轨迹段的平滑拐点，若是，则读取下一段轨迹段并进行运动学逆解输出关节角，若否，则进行位置插补，输出周期位置，并进行运动学逆解输出关节角。
[0006]可选地，步骤S30中，平滑拐点的获得方式为：从轨迹段的起点至平滑拐点的距离占该轨迹段的总长度的百分之p，其中，p为预设值。
[0007]可选地，在步骤S20中，速度规划包括：步骤S21：获取运动约束；步骤S22：根据运动约束获得轨迹段的加速运动时间点、匀速运动时间点和减速运动时间点。
[0008]可选地，运动约束包括最大线速度、最大角速度、线加速度以及角加速度。
[0009]可选地，规划方法还包括：步骤S40：工程机械作业装置运行时，判断是否位于最后一段轨迹段且位于姿态变化点，若是，则进行位姿插补并计算当前周期位姿，若否，则进行位置插补，输出周期位置，并进行运动学逆解输出关节角；步骤S50：判断工程机械作业装置是否达到目标点，若是，则结束规划，若否，则进行位姿插补并计算当前周期位姿，直至工程机械作业装置达到终点。
[0010]可选地，进行位姿插补包括：步骤S101：对工程机械作业装置的姿态变化求解，得到姿态变化的终点，并得到姿态变化时间；步骤S102：根据姿态变化时间得到最后一端轨迹
段的姿态变化点；步骤S103：根据姿态变化点和最后一段轨迹段的长度得到姿态插补的路径运动比例。
[0011]可选地，步骤S30包括：步骤S31：工程机械作业装置运动至轨迹段的平滑拐点后，读取下一段轨迹段并进行轨迹平滑；步骤S32：根据路径平滑过程输出的位置，进行运动学逆解输出关节角。
[0012]本实施例还提供了一种工程机械作业装置连续轨迹位姿的规划装置，包括：轨迹分解模块，用于将运动轨迹分解为多个轨迹段；速度规划模块，用于读取某一段轨迹，并进行速度规划；位姿输出模块，用于根据速度规划结果判断工程机械作业装置是否运动至轨迹段的平滑拐点，若是，则读取下一段轨迹段并进行运动学逆解输出关节角，若否，则进行位置插补，输出周期位置，并进行运动学逆解输出关节角。
[0013]本实施例还提供了一种电子设备，包括处理器和存储器，存储器存储有能够被处理器执行的计算机可执行指令，处理器执行计算机可执行指令以实现上述的规划方法的步骤。
[0014]本实施例还提供了一种存储介质，存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器运行时执行上述的规划方法的步骤。
[0015]本专利技术具有以下优点：
[0016]利用本专利技术的技术方案，上述的规划方法中，当工程机械作业装置运动至某一轨迹段的平滑拐点时，提前读取下一段轨迹，从而使得工程机械作业装置在整个运动轨迹上的运行更加流畅。同时，工程机械作业装置在运行的过程中同步进行运动学逆解输出关节角，实现了位置与姿态的同步调整，从而提高工作效率和速度。因此本专利技术的技术方案解决了现有技术中的工程机械作业装置的轨迹规划连续性优化不足，导致工作效率低的缺陷。
附图说明
[0017]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0018]图1示出了本专利技术的工程机械作业装置连续轨迹位姿的规划方法的控制流程示意图；
[0019]图2示出了图1中规划方法的进行速度规划的过程示意图；
[0020]图3示出了图1中规划方法的进行位姿插补的过程示意图；
[0021]图4示出了图1中规划方法的进行轨迹平滑的过程示意图；
[0022]图5示出了图1中规划方法的控制逻辑示意图；以及
[0023]图6示出了本专利技术的工程机械作业装置连续轨迹位姿的规划装置的结构示意图。
[0024]附图标记说明：
[0025]10、轨迹分解模块；20、速度规划模块；30、位姿输出模块。
具体实施方式
[0026]下面将结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施
例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0027]在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0028]在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。
[0029]此外，下面所描述的本专利技术不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
[0030]如图1和图5所述，本实施例的工程机械作业装置连续轨迹位姿的规划方法，包括：
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种工程机械作业装置连续轨迹位姿的规划方法，其特征在于，包括：步骤S10：将运动轨迹分解为多个轨迹段；步骤S20；读取某一轨迹段，进行速度规划；步骤S30：根据速度规划结果判断工程机械作业装置是否运动至所述轨迹段的平滑拐点，若是，则读取下一段轨迹段并进行运动学逆解输出关节角，若否，则进行位置插补，输出周期位置，并进行运动学逆解输出关节角。2.根据权利要求1所述的规划方法，其特征在于，所述步骤S30中，所述平滑拐点的获得方式为：从所述轨迹段的起点至所述平滑拐点的距离占该轨迹段的总长度的百分之p，其中，所述p为预设值。3.根据权利要求1所述的规划方法，其特征在于，在所述步骤S20中，所述速度规划包括：步骤S21：获取运动约束；步骤S22：根据运动约束获得所述轨迹段的加速运动时间点、匀速运动时间点和减速运动时间点。4.根据权利要求3所述的规划方法，其特征在于，所述运动约束包括最大线速度、最大角速度、线加速度以及角加速度。5.根据权利要求1至4中任一项所述的规划方法，其特征在于，所述规划方法还包括：步骤S40：工程机械作业装置运行时，判断是否位于最后一段轨迹段且位于姿态变化点，若是，则进行位姿插补并计算当前周期位姿，若否，则进行位置插补，输出周期位置，并进行运动学逆解输出关节角；步骤S50：判断工程机械作业装置是否达到目标点，若是，则结束规划，若否，则进行位姿插补并计算当前周期位姿，直至工程机械作业装置达到终点。6.根据权利要求5所述的规划方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：王发平，李俊宽，胡仁强，
申请(专利权)人：深圳海星智驾科技有限公司，
类型：发明
国别省市：