本申请涉及一种机器人奇异点规避方法、装置、计算机设备和存储介质。首先根据获取到的期望运动轨迹判断机器人是否进入奇异区域。当机器人进入奇异区域时，通过指定六轴构型机器人的第四关节的关节旋量为冗余，将六轴构型机器人退化成五轴构型机器人，并根据预设的第四关节的加速度，求解五轴构型机器人的各关节的关节速度，然后根据各关节速度计算机器人的第一目标运动轨迹，控制机器人按照第一目标运动轨迹运行。该方法在进行奇异点规避时，通过指定六轴构型机器人的第四关节的关节旋量为冗余，使得机器人在进行奇异规避时的姿态精度损失较小，将六轴构型机器人退化成五轴构型机器人，可以减少计算量，满足实时性要求。满足实时性要求。满足实时性要求。
【技术实现步骤摘要】
机器人奇异点规避方法、装置、计算机设备和存储介质
[0001]本申请涉及机器人
，特别是涉及一种机器人奇异点规避方法、装置、计算机设备和存储介质。
技术介绍
[0002]机器人在运行过程中，当机器人的运动位置临近奇异点时，机器人关节运动会产生异常行为，主要表现为：机器人有过快的关节加速度，机器人的关节运动偏离用户预期。因此，为了机器人的安全，需要规避奇异点。
[0003]其中，腕关节奇异点是影响机器人最常见且最难解决的一类奇异，它可能出现在笛卡尔空间的任何位置，与机器人第五关节的角度趋于零时的特殊的空间位型相关，且难以通过限制工作空间的方式进行排除。腕关节奇异的规避既要满足位置精度要求，又要满足关节空间的速度加速度等约束要求。
[0004]为了处理腕关节奇异的规避问题，一般采用阻尼最小二乘法规避腕关节奇异点，但是该方法具有较大的计算量，求解复杂度较高。
技术实现思路
[0005]基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够规避腕关节奇异点的机器人奇异点规避方法、装置、计算机设备、计算机可读存储介质和计算机程序产品。
[0006]第一方面，本申请提供了一种机器人奇异点规避方法。所述方法包括：
[0007]获取机器人的期望运动轨迹，根据期望运动轨迹判断机器人是否进入奇异区域；机器人为六轴构型机器人；
[0008]若六轴构型机器人进入奇异区域，指定六轴构型机器人的第四关节的关节旋量为冗余，将六轴构型机器人退化成五轴构型机器人；
[0009]根据预设的第四关节的加速度，求解五轴构型机器人的各关节的关节速度；
[0010]根据各关节速度计算机器人的第一目标运动轨迹；
[0011]控制机器人按照第一目标运动轨迹运行。
[0012]在其中一个实施例中，根据预设的第四关节的加速度，求解五轴构型机器人的各关节的关节速度之后，根据各关节速度计算机器人的第一目标运动轨迹之前，还包括：
[0013]判断五轴构型机器人的各关节的关节速度对应的加速度是否均位于预设加速度约束区间内；
[0014]若是，执行根据各关节速度计算机器人的第一目标运动轨迹。
[0015]在其中一个实施例中，判断五轴构型机器人的各关节的关节速度对应的加速度是否均位于预设加速度约束区间内之后，还包括：
[0016]若否，指定五轴构型机器人的第五关节和第六关节的关节旋量均为冗余，将五轴构型机器人退化成三轴构型机器人；
[0017]根据预设的第五关节和第六关节的加速度，求解三轴构型机器人的各关节的关节
速度；
[0018]判断三轴构型机器人的各关节的关节速度对应的加速度是否均位于预设加速度约束区间内；
[0019]若是，执行根据各关节速度计算机器人的第一目标运动轨迹；
[0020]若否，发送急停指令至机器人；急停指令用于控制机器人急停。
[0021]在其中一个实施例中，获取机器人的期望运动轨迹，根据期望运动轨迹判断机器人是否进入奇异区域，包括：
[0022]获取机器人的期望运动轨迹，根据期望运动轨迹求解关节信息；
[0023]根据关节信息计算机器人的第五关节的模；
[0024]若五关节的模小于第一设定阈值，则确定机器人进入奇异区域；
[0025]若五关节的模大于第一设定阈值，则确定机器人没有进入奇异区域。
[0026]在其中一个实施例中，控制机器人按照第一目标运动轨迹运行之后，还包括：
[0027]若机器人退出奇异区域，计算第一目标运动轨迹与期望运动轨迹之间的差值；
[0028]判断差值是否大于第二设定阈值；
[0029]若差值大于第二设定阈值，将不满足关节约束的关节进行截断，根据剩余关节的关节位置输出第二目标运动轨迹；
[0030]若差值小于第二设定阈值，采用几何法求解关节位置，根据关节位置输出第二目标运动轨迹。
[0031]控制机器人按照第二目标运动轨迹运行。
[0032]在其中一个实施例中，将六轴构型机器人退化成五轴构型机器人包括：
[0033]根据六轴构型机器人的关节信息和六轴构型机器人的末端执行器的末端信息，计算六轴构型机器人的第一雅可比矩阵；第一雅可比矩阵的参考系与六轴构型机器人的第四关节的参考系一致；
[0034]对第一雅可比矩阵进行降维处理得到第二雅可比矩阵；第二雅可比矩阵为与五轴构型机器人对应的矩阵。
[0035]在其中一个实施例中，根据预设的第四关节的加速度，求解五轴构型机器人的各关节的关节速度，包括：
[0036]根据预设的第四关节的加速度，求解第四关节的关节速度；
[0037]获取机器人的末端运动速度；
[0038]根据末端运动速度、第四关节的关节速度、第一雅可比矩阵和第二雅可比矩阵计算五轴构型机器人的各关节的关节速度。
[0039]第二方面，本申请还提供了一种奇异规避装置。所述装置包括：
[0040]轨迹获取模块，用于获取机器人的期望运动轨迹，根据期望运动轨迹判断机器人是否进入奇异区域；机器人为六轴构型机器人；
[0041]第一计算模块，用于若六轴构型机器人进入奇异区域，指定六轴构型机器人的第四关节的关节旋量为冗余，将六轴构型机器人退化成五轴构型机器人；
[0042]第二计算模块，用于根据预设的第四关节的加速度，求解五轴构型机器人的各关节的关节速度；
[0043]第三计算模块，用于根据各关节速度计算机器人的第一目标运动轨迹；
[0044]轨迹控制模块，用于控制机器人按照第一目标运动轨迹运行。
[0045]第三方面，本申请还提供了一种计算机设备。所述计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：
[0046]获取机器人的期望运动轨迹，根据期望运动轨迹判断机器人是否进入奇异区域；机器人为六轴构型机器人；
[0047]若六轴构型机器人进入奇异区域，指定六轴构型机器人的第四关节的关节旋量为冗余，将六轴构型机器人退化成五轴构型机器人；
[0048]根据预设的第四关节的加速度，求解五轴构型机器人的各关节的关节速度；
[0049]根据各关节速度计算机器人的第一目标运动轨迹；
[0050]控制机器人按照第一目标运动轨迹运行。
[0051]第四方面，本申请还提供了一种计算机可读存储介质。所述计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
[0052]获取机器人的期望运动轨迹，根据期望运动轨迹判断机器人是否进入奇异区域；机器人为六轴构型机器人；
[0053]若六轴构型机器人进入奇异区域，指定六轴构型机器人的第四关节的关节旋量为冗余，将六轴构型机器人退化成五轴构型机器人；
[0054]根据预设的第四关节的加速度，求解五轴构型机器人的各关节的关节速度；
[0055]根据各关节速本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种机器人奇异点规避方法，其特征在于，所述方法包括：获取机器人的期望运动轨迹，根据所述期望运动轨迹判断机器人是否进入奇异区域；所述机器人为六轴构型机器人；若所述六轴构型机器人进入奇异区域，指定所述六轴构型机器人的第四关节的关节旋量为冗余，将所述六轴构型机器人退化成五轴构型机器人；根据预设的第四关节的加速度，求解所述五轴构型机器人的各关节的关节速度；根据各所述关节速度计算所述机器人的第一目标运动轨迹；控制所述机器人按照所述第一目标运动轨迹运行。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据预设的第四关节的加速度，求解所述五轴构型机器人的各关节的关节速度之后，所述根据各所述关节速度计算所述机器人的第一目标运动轨迹之前，还包括：判断所述五轴构型机器人的各关节的关节速度对应的加速度是否均位于预设加速度约束区间内；若是，执行所述根据各所述关节速度计算所述机器人的第一目标运动轨迹。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述判断所述五轴构型机器人的各关节的关节速度对应的加速度是否均位于预设加速度约束区间内之后，还包括：若否，指定所述五轴构型机器人的第五关节和第六关节的关节旋量均为冗余，将所述五轴构型机器人退化成三轴构型机器人；根据预设的第五关节和第六关节的加速度，求解所述三轴构型机器人的各关节的关节速度；判断所述三轴构型机器人的各关节的关节速度对应的加速度是否均位于预设加速度约束区间内；若是，执行所述根据各所述关节速度计算所述机器人的第一目标运动轨迹；若否，发送急停指令至机器人；所述急停指令用于控制所述机器人急停。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取机器人的期望运动轨迹，根据所述期望运动轨迹判断机器人是否进入奇异区域，包括：获取机器人的期望运动轨迹，根据所述期望运动轨迹求解关节信息；根据所述关节信息计算所述机器人的第五关节的模；若所述五关节的模小于第一设定阈值，则确定机器人进入奇异区域；若所述五关节的模大于第一设定阈值，则确定机器人没有进入奇异区域。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制所述机器人按照所述第一目标运动轨迹运行之后，所述方法还包括：若所述机器人退出奇异区域，计算第一目标运动轨迹与所述期望...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄彦玮，张鹏，张国平，王光能，
申请(专利权)人：深圳市大族机器人有限公司，
类型：发明
国别省市：
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