当前位置: 首页 > 专利查询>湘潭大学专利>正文

一种高精度无自碰撞的冗余机器人逆运动学计算方法技术

技术编号:42987233 阅读:53 留言:0更新日期:2024-10-15 13:19
本发明专利技术公开了一种无自碰撞的冗余机器人逆运动学求解方法,包括以下步骤:在关节活动范围内对各个关节角进行随机极限采样;同时,利用冗余机器人前向运动学计算与采样所得关节角对应的位姿;利用上述数据集,训练获得最优生成网络模型;将待求解的冗余机器人末端位姿输入到上述最优生成网络模型中,生成初始逆运动学解;采用改进的Levenberg‑Marquardt(LM)算法进行二次迭代优化获得精确的逆运动学解;最后,采用多层感知器评估并输出冗余机器人的无自碰撞精确逆运动学解。本发明专利技术针对冗余机器人逆运动学问题,结合高泛化性的生成网络和高精度的LM算法的优势,提出了一种高效、精确且无自碰撞的冗余机器人逆运动学求解方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及机器人领域,具体涉及一种无自碰撞的冗余机器人逆运动学求解方法。


技术介绍

1、机器人逆运动学问题指给定机器人末端执行器的位姿,求解可到达给定位姿的各关节角度值。随着机器人技术的快速发展,机器人在工业、农业和服务业等各个领域得到了广泛应用。它们被用来替代人工执行危险且繁琐的作业任务,极大提高了相关工作的效率和安全性。相比传统机器人,通过添加冗余自由度,冗余机器人具有更加灵活的操作性,从而可完成更复杂的作业任务。然而,传统的数值解法难以直接应用于冗余机器人的逆运动学问题求解,而且其逆解的组合往往是无穷的,如何高效计算冗余机器人的逆运动学解面临着挑战。

2、目前,冗余机器人逆运动学求解方法主要分为基于速度和基于位置两类。在基于速度的求解方法中,最具代表性的是梯度投影法,其主要缺点是需要计算机器人的雅可比矩阵的伪逆,因而计算效率较低,不利于实时求解。虽然通过拓展雅可比矩阵为方阵的方式,可以提高计算效率,但同时又会带来误差梯度累积的弊端。在基于位置的求解方法中,固定角度法和臂角法具有易于实现的优势,但这类方法会限制冗余机器人的灵活性,且存在本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种高精度无自碰撞的冗余机器人逆运动学计算方法,其特征在于,所述方法包括:

2.根据权利要求1所述的冗余机器人逆运动学计算方法,其特征在于,所述生成机器人各关节角度与对应末端姿态均剔除机械臂自碰撞情况。

3.根据权利要求1所述的冗余机器人逆运动学计算方法,其特征在于,在利用生成网络进行逆运动学求解前,对生成网络模型进行选定、设计,包括生成网络模型的隐藏层设计、损失函数选择,再对超参数进行确定,其中包括隐藏层数、隐层神经元数目和学习率。

4.根据权利要求1所述的冗余机器人逆运动学计算方法,其特征在于,生成网络训练过程包括:

5.如权利要求...

【技术特征摘要】

1.一种高精度无自碰撞的冗余机器人逆运动学计算方法,其特征在于,所述方法包括:

2.根据权利要求1所述的冗余机器人逆运动学计算方法,其特征在于,所述生成机器人各关节角度与对应末端姿态均剔除机械臂自碰撞情况。

3.根据权利要求1所述的冗余机器人逆运动学计算方法,其特征在于,在利用生成网络进行逆运动学求解前,对生成网络模型进行选定、设计,包括生成网络模型的隐藏层设计、损失函数选择,再对超参数进行确定,其中包括隐藏层数、隐层神经元数目和学习率。

4.根据权利要求1所述的冗余机器人逆运动学计算方法,其特征在于,生成网络训练过程包括:

5.如权利要求4所述的生成网络训练过程方法,其特征在于,生成网络输入各关节角度训练样本之前,将所述关节变量θi的数据进行归一化处理:将其转化为[-1,1]范围内的值;其中,ui为关节上极限,li为关节下极限。

6.根据权利要求1所述的冗余机器人逆运动学...

【专利技术属性】
技术研发人员:印峰黄欣王星喨肖雄兵彭慧鸿方绮萱钱博
申请(专利权)人:湘潭大学
类型:发明
国别省市:

网友询问留言 已有0条评论
  • 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。

1