【技术实现步骤摘要】
基于四元数的机械臂节点姿态速度前瞻控制方法及装置
[0001]本专利技术涉及机械臂控制
,特别涉及一种基于四元数的机械臂节点姿态速度前瞻控制方法及装置。
技术介绍
[0002]机械臂在进行节点移动时,拐弯点是指机械臂路径上的转折点或转弯点。在规划机械臂的路径时,通常需要考虑拐弯点的选择,以便使机械臂运动平滑、快速且准确。
[0003]机械臂的欧拉角表示方法可能会遇到万向节锁死问题,这是由于欧拉角的定义和约束导致的。欧拉角是一种将机械臂的姿态表示为三个旋转角度(通常是绕固定坐标轴的旋转),如滚转角、俯仰角和偏航角。在某些情况下,当机械臂的姿态转动过程中,特别是当俯仰角接近90度或
‑
90度时,欧拉角存在万向节锁死的问题。这意味着,在特定的欧拉角组合下,无法唯一确定机械臂的姿态。
技术实现思路
[0004]本专利技术实施例的目的是提供一种基于四元数的机械臂节点姿态速度前瞻控制方法及装置,通过对机械臂节点预处理一段插补路径,自动分析轨迹路径,发现并处理路径危险点,对速度轨迹提前规划,实现速度的平滑过渡避免加减速频繁变化。
[0005]为解决上述技术问题,本专利技术实施例的第一方面提供了一种基于四元数的机械臂节点姿态速度前瞻控制方法,包括如下步骤:
[0006]在机械臂节点的移动路径上对预设轨迹进行插补计算,得到所述机械臂节点在每一所述预设轨迹的起点后的路径规划;
[0007]依据所述路径规划获取路径危险点,通过四元数相应调整所述机械臂节点姿态运动的进给 ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于四元数的机械臂节点姿态速度前瞻控制方法,其特征在于,包括如下步骤:在机械臂节点的移动路径上对若干个预设轨迹进行插补计算,得到所述机械臂节点在每一所述预设轨迹的起点后的路径规划;依据所述路径规划获取路径危险点,通过四元数相应调整所述机械臂节点姿态运动的进给速度,以实现所述机械臂节点姿态的平滑过渡。2.根据权利要求1所述的基于四元数的机械臂节点姿态速度前瞻控制方法,其特征在于,所述依据所述路径规划获取路径危险点,通过四元数相应调整所述机械臂节点的速度,包括:基于所述路径危险点,通过四元数获取与其相应的所述机械臂节点在所述路径危险点的安全进给速度;基于所述机械臂节点在所述预设轨迹的起点的实时速度,获取所述机械臂节点在所述预设轨迹的起点和所述路径危险点之间的速度调整起始点;当所述机械臂节点移动至所述速度调整起始点时,控制所述机械臂节点调整进给速度,并在所述路径危险点时调整至所述安全进给速度。3.根据权利要求2所述的基于四元数的机械臂节点姿态速度前瞻控制方法,其特征在于,所述基于所述路径危险点,通过四元数获取与其相应的所述机械臂节点在所述路径危险点的安全进给速度,包括:当所述机械臂节点的移动路径为光滑轨迹时,通过四元数获取所述机械臂节点在所述路径规划中的曲率半径变化趋势,计算所述安全进给速度,依据所述安全进给速度调整所述机械臂节点的进给速度。4.根据权利要求2所述的基于四元数的机械臂节点姿态速度前瞻控制方法,其特征在于,所述基于所述路径危险点,通过四元数获取与其相应的所述机械臂节点在所述路径危险点的安全进给速度,包括:当所述机械臂节点的移动路径为非光滑轨迹时,基于四元数获取所述机械臂节点在拐弯前后的轨迹切线夹角;依据所述轨迹切线夹角计算所述机械臂节点在所述拐弯处的安全进给速度,并结合所述机械臂节点在所述预设轨迹的起点的实时速度相应调整其速度。5.根据权利要求4所述的基于四元数的机械臂节点姿态速度前瞻控制方法,其特征在于,所述机械臂节点在拐弯前后的轨迹切线夹角的计算公式为:V
i
=min(v_front,v_behind,v_included_angle,v_max)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)其中,quaternion_v_front为所述机械臂节点在拐弯前的前一轨迹在末端位置的四元数速度,quaternion_v_behind为所述机械臂节点在拐弯后的后一轨迹在末端位置的四元数速度,v_front轨迹点前段轨迹长度和初速度决定的最大速度,v_behind为轨迹点后段轨迹长度决定的最大速度,v_included_angle...
【专利技术属性】
技术研发人员:张颖,董芹鹏,陈淑东,张旭龙,郑随兵,
申请(专利权)人:睿尔曼智能科技北京有限公司,
类型:发明
国别省市:
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。