[发明专利]一种空间机械臂的任务规划方法及系统

权利要求书

1.一种空间机械臂的任务规划方法，其特征在于，所述方法包括：

获取任务起始点、任务目标点、约束条件和路径规划算法；

根据所述任务起始点、所述任务目标点、所述约束条件和所述路径规划算法，获取所述任务起始点与所述任务目标点之间的非直线路径上的至少一个任务中间点；

根据所述任务起始点、任务目标点和所述至少一个任务中间点，完成空间机械臂的任务规划。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述任务起始点、所述任务目标点、所述约束条件和所述路径规划算法，获取所述任务起始点与所述任务目标点之间的非直线路径上的至少一个任务中间点，包括：

根据所述任务起始点，循环获取M个候选中间点，直到获取到的M个候选中间点中包含所述任务目标点以及利用所述任务目标点又获取到M个候选中间点时为止；

利用所述路径规划算法和所述约束条件，对每次获取的所述M个候选中间点进行筛选，以获得P个候选中间点；以及，获得并记录所述P个候选中间点中每个候选中间点的名义父节点；

从所述任务目标点开始，根据所述任务目标点的名义父节点以及每个候选中间点的名义父节点进行搜索路径回溯，以获得所述至少一个任务中间点。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述任务起始点，循环获取M个候选中间点，包括：

对于上一次获取的M个候选中间点经过筛选后得到的P个候选中间点，获取所述P个候选中间点中每个候选中间点的总代价；

获取所述P个候选中间点中总代价最小的候选中间点；

根据所述总代价最小的候选中间点、预设的搜索维度、位置搜索步长和姿态搜索步长，获取M个候选中间点。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述利用所述路径规划算法和所述约束条件，对每次获取的所述M个候选中间点进行筛选，以获得P个候选中间点，包括：

在根据所述路径规划算法计算所述M个候选中间点中每个候选中间点的总代价的过程中，根据所述约束条件，筛除所述M个候选中间点中不满足所述约束条件的N个候选中间点，以获得P个候选中间点。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述获得P个候选中间点中每个候选中间点的名义父节点，包括：

对于每次获得的P个候选中间点中的每个候选中间点，获得该候选中间点的原始父节点到该候选中间点的第一总代价，以及，该候选中间点的原始父节点的名义父节点到该候选中间点的第二总代价；

若所述第一总代价大于或者等于所述第二总代价，将该候选中间点的原始父节点的名义父节点作为该候选中间点的名义父节点；

若所述第一总代价小于所述第二总代价，将该候选中间点的原始父节点作为该候选中间点的名义父节点。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述获取P个候选中间点中每个候选中间点的总代价，包括：

利用如下公式获得每个候选中间点的总代价：

f(p_c)＝g(p_f)+C(p_f,p_c)+h(p_c)

其中，f(p_c)表示候选中间点p_c的总代价；g(p_f)表示任务起始点到候选中间点p_c的名义父节点p_f的实际代价；C(p_f,p_c)表示候选中间点p_c的名义父节点p_f到候选中间点p_c的实际代价；h(p_c)表示候选中间点到任务目标点的估计代价。

7.一种空间机械臂的任务规划系统，其特征在于，所述系统包括：

信息输入单元，用于获取任务起始点、任务目标点、约束条件和路径规划算法；

中间点获取单元，用于根据所述任务起始点、所述任务目标点、所述约束条件和所述路径规划算法，获取所述任务起始点与所述任务目标点之间的非直线路径上的至少一个任务中间点；

任务规划单元，用于根据所述任务起始点、任务目标点和所述至少一个任务中间点，完成空间机械臂的任务规划。