一种基于时间最优的机械臂轨迹规划方法技术

技术编号:39962455 阅读:50 留言:0更新日期:2024-01-09 00:09
本发明专利技术公开了一种基于时间最优的机械臂轨迹规划方法,该方法能够使机器人以最短时间精确到达目标位置的同时保证其运动的速度、加速度光滑连续。具体措施为将鲸鱼优化算法与五次多项式插值方法相结合,通过对鲸鱼优化算法进行改进增强以提高其收敛速度和防止陷入局部最优状态,保证其能够得到最优时间下的运动轨迹,以提高机械臂的工作效率。本发明专利技术通过引入分段式衰减率和惯性权重保证了该算法具有快速收敛、全局搜索能力强、能有效避免陷入局部最优状态的特点。惩罚策略的引入提高了搜索过程中的位置更新效率。对于提高机器人在装配、码垛等任务中的工作效率具有重要意义。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及机器人研究与工程领域,具体是指一种基于增强型鲸鱼优化算法所得出的最优时间轨迹规划。


技术介绍

1、随着科技的进步,近年机器人在工业、服务业等多个领域得到了广泛的应用。尤其是机械臂在代替人类完成重复、繁琐劳作任务中起到的作用较大(如转运物品、码垛、磨抛等)。机械臂的轨迹规划包括在笛卡尔空间下的轨迹规划与关节空间下的轨迹规划两种。前者主要针对机械臂末端的连续运动规划,主要应用于对末端有位姿约束条件下;后者主要针对机械臂各个关节的转动角度规划,主要应用于对末端位姿无约束的运动规划中,常用到的规划方法包括三次多项式插值、五次多项式插值等。

2、关节空间下的轨迹规划在确保运动平滑性以及运行速度和加速度的约束等条件下,若能实现时间最优规划将能缩短机械臂运行时间,对提高机器人工作效率具有重要意义。近年来随着启发式优化算法的深入研究,许多优化算法如粒子群优化算法、遗传算法、模拟退火法、鲸鱼算法等在轨迹优化中进行了应用研究。遗传算法在处理优化问题时存在陷入局部最优状态和收敛速度慢的问题,同时遗传算法中交叉变异的计算需要占用大量的计算资源,不利于将其本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于时间最优的机械臂轨迹规划方法,其特征在于,该方法基于分段式衰减率和引入非线性权重的方法来提高鲸鱼算法的收敛速度,增强其全局搜索能力,实现在规划中找到运动时间最短的运动轨迹;

【技术特征摘要】

1.一种基于时间最优的机械臂轨迹规划方法,其特征在于,该方法基于分段式衰减率和引入非线性权重...

【专利技术属性】
技术研发人员:刘春芳李长峰
申请(专利权)人:北京工业大学
类型:发明
国别省市:

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