【技术实现步骤摘要】
本申请涉及路径规划，具体涉及一种自动焊接机器人路径规划方法及系统。
技术介绍
1、自动焊接机器人是一种能够通过预先设定的程序或算法来执行焊接任务的机器人，通常配备有焊枪或激光焊接头等焊接设备，由于自动焊接机器人生产效率较高，且在执行焊接任务时不受疲劳、情绪等影响，能够减少焊接缺陷，同时在高温、有毒环境中执行焊接任务，能够提高安全性，避免对工作人员健康的潜在损害。
2、为确保自动焊接机器人在执行焊接任务时的高效性、安全性和精确性，需要对自动焊接机器人的行驶路径进行规划，优化焊接效率，保证焊接质量，降低能源消耗。传统的用于路径规划的算法如a-star路径规划算法，能够在进行在启发式搜索的同时保证找到最优路径，具有较高的搜索效率，实时性较高，适用于自动焊接机器人的实施规划，但a-star路径规划算法的效率对代价函数的依赖程度较高，且所得最优路径通常不够平滑，导致在自动焊接机器人按照传统的a-star路径规划算法所得最优路径行驶时，出现角速度等较大的问题，进而造成焊接质量不稳定、焊接外观不美观等情况。
技术实现思路
1、本申请提供一种自动焊接机器人路径规划方法及系统，以解决最优路径平滑性较差的问题，所采用的技术方案具体如下：
2、第一方面，本申请一个实施例提供了一种自动焊接机器人路径规划方法，该方法包括以下步骤：
3、获取焊接的位置数据及焊接机器人空间位置数据；
4、根据焊接机器人空间位置数据获取焊接机器人在每个位置的搜索邻域，根据焊接的位置
5、利用a-star路径规划算法基于所述代价函数获取焊接机器人的路径规划结果。
6、优选的，所述根据焊接机器人空间位置数据获取焊接机器人在每个位置的搜索邻域，根据焊接的位置数据获取焊接机器人在移动时相邻位置之间的角度变化数值的方法为：
7、将以焊接机器人的每个位置为中心，以第一预设参数空间大小的搜索域作为焊接机器人在每个位置的近邻路径搜索域；将焊接机器人在每个位置的近邻路径搜索域内设置第二预设参数个的邻域作为焊接机器人在每个位置的搜索邻域；
8、将焊接机器人在移动时相邻的两个位置数据、空间坐标原点分别作为点积法的输入，利用点积法得到焊接机器人在移动时相邻位置之间的夹角余弦值，利用反余弦函数基于所述夹角余弦值得到焊接机器人在移动时相邻位置之间的角度变化数值。
9、优选的，所述根据焊接机器人在每个位置的搜索邻域及焊接机器人在移动时相邻位置之间的角度变化数值获取焊接机器人在每个位置向每个搜索邻域移动时的轨迹平滑指数的方法为：
10、
11、其中，表示焊接机器人在第c个位置时向第d个搜索邻域移动时的轨迹平滑指数，a表示所选取的焊接机器人的历史角度变化数值的数量，为第三预设参数，表示焊接机器人在第c个位置向第d个搜索邻域移动时的角度变化数值，表示焊接机器人在第b-1个位置向第b个位置移动时的角度变化数值，表示第四预设参数。
12、优选的，所述根据焊接机器人在每个位置向每个搜索邻域移动时的轨迹平滑指数获取焊接机器人在每个位置向每个搜索邻域移动对焊接点位进行焊接时的焊接热稳定度的方法为：
13、根据焊接机器人在每个位置向每个搜索邻域移动时焊枪与焊接点位之间的距离关系获取焊接机器人在每个位置向每个搜索邻域移动对焊接点位进行焊接时的焊接距离变化序列；
14、计算所述焊接距离变化序列内每个元素值与上一个元素值之差的映射结果，计算所述映射结果与第四预设参数之和的倒数在所述焊接距离变化序列上累加和的均值，将所述均值与焊接机器人在每个位置向每个搜索邻域移动时的轨迹平滑指数的乘积作为焊接机器人在每个位置向每个搜索邻域移动对焊接点位进行焊接时的焊接热稳定度。
15、优选的，所述根据焊接机器人在每个位置向每个搜索邻域移动时焊枪与焊接点位之间的距离关系获取焊接机器人在每个位置向每个搜索邻域移动对焊接点位进行焊接时的焊接距离变化序列的方法为：
16、采集焊接机器人在每个位置向每个搜索邻域移动时每个时间点的焊枪位置与焊接点位的空间距离，将所有所述空间距离按照时间升序的顺序组成的序列作为焊接距离序列；
17、计算焊接距离序列内每个元素值与预设最佳焊接距离之差的绝对值，将所有所述绝对值按照时间升序的顺序组成的序列作为焊接机器人在每个位置向每个搜索邻域移动对焊接点位进行焊接时的焊接距离变化序列。
18、优选的，所述根据焊接机器人在每个位置向每个搜索邻域移动对焊接点位进行焊接时的焊接热稳定度获取焊接机器人在每个位置向每个搜索邻域移动对焊接点位进行焊接时的焊接姿态舒适指数的方法为：
19、根据焊接机器人在每个位置向每个搜索邻域移动对焊接点位进行焊接时的焊接距离变化序列获取所述焊接距离变化序列的假设检验p值；
20、将焊接机器人在每个位置向每个搜索邻域移动对焊接点位进行焊接时的焊接热稳定度与所述焊接距离变化序列的假设检验p值的乘积作为分子；
21、计算预设最佳焊接角度数值与焊接机器人在每个位置向每个搜索邻域移动时与焊接点位之间的角度数值之差的绝对值，将所述绝对值与第四预设参数的和作为分母；
22、将分子与分母的比值作为焊接机器人在每个位置向每个搜索邻域移动对焊接点位进行焊接时的焊接姿态舒适指数。
23、优选的，所述根据焊接机器人在每个位置向每个搜索邻域移动对焊接点位进行焊接时的焊接距离变化序列获取所述焊接距离变化序列的假设检验p值的方法为：
24、将焊接机器人在每个位置向每个搜索邻域移动对焊接点位进行焊接时的焊接距离变化序列作为wilcoxon符号秩和检验算法的输入，假设检验为所述焊接距离变化序列随时间的变化呈现下降的趋势，将wilcoxon符号秩和检验算法的输出作为焊接机器人在每个位置向每个搜索邻域移动对焊接点位进行焊接时的焊接距离变化序列的假设检验p值。
25、优选的，所述根据所述轨迹平滑指数、焊接热稳定度及焊接姿态舒适指数获取焊接机器人在每个位置向每个搜索邻域移动对焊接点位进行焊接时的代价函数的方法为：
26、将所述轨迹平滑指数、焊接热稳定度及焊接姿态舒适指数的和作为分母；
27、对于焊接机器人的每个本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种自动焊接机器人路径规划方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种自动焊接机器人路径规划方法，其特征在于，所述根据焊接机器人空间位置数据获取焊接机器人在每个位置的搜索邻域，根据焊接的位置数据获取焊接机器人在移动时相邻位置之间的角度变化数值的方法为：
3.根据权利要求1所述的一种自动焊接机器人路径规划方法，其特征在于，所述根据焊接机器人在每个位置的搜索邻域及焊接机器人在移动时相邻位置之间的角度变化数值获取焊接机器人在每个位置向每个搜索邻域移动时的轨迹平滑指数的方法为：
4.根据权利要求1所述的一种自动焊接机器人路径规划方法，其特征在于，所述根据焊接机器人在每个位置向每个搜索邻域移动时的轨迹平滑指数获取焊接机器人在每个位置向每个搜索邻域移动对焊接点位进行焊接时的焊接热稳定度的方法为：
5.根据权利要求4所述的一种自动焊接机器人路径规划方法，其特征在于，所述根据焊接机器人在每个位置向每个搜索邻域移动时焊枪与焊接点位之间的距离关系获取焊接机器人在每个位置向每个搜索邻域移动对焊接点位进行焊接时的焊接距离变化序列
6.根据权利要求1所述的一种自动焊接机器人路径规划方法，其特征在于，所述根据焊接机器人在每个位置向每个搜索邻域移动对焊接点位进行焊接时的焊接热稳定度获取焊接机器人在每个位置向每个搜索邻域移动对焊接点位进行焊接时的焊接姿态舒适指数的方法为：
7.根据权利要求6所述的一种自动焊接机器人路径规划方法，其特征在于，所述根据焊接机器人在每个位置向每个搜索邻域移动对焊接点位进行焊接时的焊接距离变化序列获取所述焊接距离变化序列的假设检验p值的方法为：
8.根据权利要求1所述的一种自动焊接机器人路径规划方法，其特征在于，所述根据所述轨迹平滑指数、焊接热稳定度及焊接姿态舒适指数获取焊接机器人在每个位置向每个搜索邻域移动对焊接点位进行焊接时的代价函数的方法为：
9.根据权利要求1所述的一种自动焊接机器人路径规划方法，其特征在于，所述利用A-Star路径规划算法基于所述代价函数获取焊接机器人的路径规划结果的方法为：
10.一种自动焊接机器人路径规划系统，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1-9任意一项所述一种自动焊接机器人路径规划方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种自动焊接机器人路径规划方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种自动焊接机器人路径规划方法，其特征在于，所述根据焊接机器人空间位置数据获取焊接机器人在每个位置的搜索邻域，根据焊接的位置数据获取焊接机器人在移动时相邻位置之间的角度变化数值的方法为：
3.根据权利要求1所述的一种自动焊接机器人路径规划方法，其特征在于，所述根据焊接机器人在每个位置的搜索邻域及焊接机器人在移动时相邻位置之间的角度变化数值获取焊接机器人在每个位置向每个搜索邻域移动时的轨迹平滑指数的方法为：
4.根据权利要求1所述的一种自动焊接机器人路径规划方法，其特征在于，所述根据焊接机器人在每个位置向每个搜索邻域移动时的轨迹平滑指数获取焊接机器人在每个位置向每个搜索邻域移动对焊接点位进行焊接时的焊接热稳定度的方法为：
5.根据权利要求4所述的一种自动焊接机器人路径规划方法，其特征在于，所述根据焊接机器人在每个位置向每个搜索邻域移动时焊枪与焊接点位之间的距离关系获取焊接机器人在每个位置向每个搜索邻域移动对焊接点位进行焊接时的焊接距离变化序列的方法为：
6.根据权利要求1所述的一种自...
【专利技术属性】
技术研发人员：肖昂，谭亮亮，宋祥通，孔令秀，
申请(专利权)人：济宁鲁鑫工程机械有限公司，
类型：发明
国别省市：
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