[发明专利]轨迹间的局部光顺过渡方法、设备及存储介质

说明书

本发明提供了一种轨迹间的局部光顺过渡方法设备及存储介质，所述轨迹包括第一轨迹和第二轨迹，且所述第一轨迹与所述第二轨迹相交于衔接点；所述方法包括：获取第一轨迹上的第一过渡点，并以所述第一过渡点与所述衔接点为端点构建第一直线轨迹；获取第二轨迹上的第二过渡点，并以所述第二过渡点与所述衔接点为端点构建第二直线轨迹；对所述第一直线轨迹和第二直线轨迹进行局部光顺过渡并生成过渡曲线，并将所述过渡曲线作为第一轨迹与第二轨迹的过渡轨迹。本发明可以实现对任意轨迹间的衔接进行高效、精确的光顺过渡，使控制系统能平滑的控制末端执行器，不会出现进给方向的突变，使运动过程更加平滑。

技术领域

本发明涉及自动控制技术领域，更具体地说，涉及一种轨迹间的局部光顺过渡方法、设备及存储介质。

背景技术

现有数控系统、机器人控制系统等控制系统在进行复杂的轨迹运动控制时，一般以直线插补或圆弧插补为主，并能满足绝大部分应用需求。为了加工某些具有复杂曲面的工件或控制机器人进行复杂的轨迹运动，可预先将复杂曲面或复杂的轨迹离散为控制系统可识别的直线轨迹和圆弧轨迹，这样控制系统就可以通过直线插补或圆弧插补来控制机床或机器人实现复杂曲面加工或复杂轨迹运动。

由于离散后的轨迹在衔接点处的切矢一般不连续，当机械执行末端(加工刀具或机器人执行器)以非零速度通过这些衔接点时，其进给方向会发生突变，造成冲击，从而降低加工质量或引起机器臂振动。而为了提高运行效率，并不希望通过将机械执行末端在衔接点处的进给速度降为零来解决该问题，因此通过在衔接点处插入一条光滑的轨迹来使进给方向连续平滑变化是解决该问题的有效途径之一，该方法称为局部光顺过渡。

已有局部光顺过渡方法解决了直线轨迹与直线轨迹间衔接时进给方向突变的问题，如在衔接点处插入圆弧轨迹或样条轨迹来实现前后直线轨迹切向的连续过渡。但上述方法却无法解决非直线轨迹间衔接时进给方向突变的问题，如空间直线轨迹与空间圆弧轨迹间衔接、空间圆弧轨迹与空间圆弧轨迹间衔接、空间直线轨迹与样条轨迹间衔接、空间圆弧轨迹与样条轨迹间衔接、样条轨迹与样条轨迹间衔接等。

针对以上这些复杂的非直线轨迹衔接情形，目前主要通过在衔接点处插入多段连续的轨迹来实现进给方向的平滑变化，但这类方法增加了较多的轨迹数量，且无法控制插入轨迹与原始轨迹之间的偏差，无法做到高精度平滑过渡。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例的目的在于提供一种轨迹间的局部光顺过渡方法、设备及存储介质，以解决现有的局部光顺过渡方案适应范围较小，对于复杂的非直线轨迹链接的情形，无法做到高精度平滑过渡的问题。

本发明实施例解决上述技术问题的技术方案是，提供一种轨迹间的局部光顺过渡方法，所述轨迹包括第一轨迹和第二轨迹，且所述第一轨迹与所述第二轨迹相交于衔接点；所述方法包括：

获取第一轨迹上异于所述衔接点的第一过渡点，并以所述第一过渡点与所述衔接点为端点构建第一直线轨迹，且所述第一直线轨迹与第一轨迹的弓高误差不超过预设弓高误差；

获取第二轨迹上异于所述衔接点的第二过渡点，并以所述第二过渡点与所述衔接点为端点构建第二直线轨迹，且所述第二直线轨迹与第二轨迹的弓高误差不超过所述预设弓高误差；

对所述第一直线轨迹和第二直线轨迹进行局部光顺过渡生成过渡曲线，并将所述过渡曲线作为第一轨迹与第二轨迹的过渡轨迹。

在本发明实施例所述的轨迹间的局部光顺过渡方法中，所述方法还包括：根据所述第一过渡点更新所述第一轨迹；以及，根据所述第二过渡点更新所述第二轨迹。

在本发明实施例所述的轨迹间的局部光顺过渡方法中，在所述第一轨迹空间直线时，所述获取第一轨迹上异于所述衔接点的第一过渡点包括：将所述第一轨迹的起点作为所述第一过渡点；

所述更新所述第一轨迹包括：更新所述第一轨迹的终点为所述第一过渡点。