[发明专利]路径规划方法、装置、机械臂控制器和可读存储介质有效
申请号: | 201910190556.4 | 申请日: | 2019-03-13 |
公开(公告)号: | CN109877836B | 公开(公告)日: | 2021-06-08 |
发明(设计)人: | 骆思宇;汪鹏飞;卢维;殷俊 | 申请(专利权)人: | 浙江大华技术股份有限公司 |
主分类号: | B25J9/16 | 分类号: | B25J9/16 |
代理公司: | 杭州华进联浙知识产权代理有限公司 33250 | 代理人: | 舒丁 |
地址: | 310016 浙江*** | 国省代码: | 浙江;33 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 路径 规划 方法 装置 机械 控制器 可读 存储 介质 | ||
1.一种路径规划方法,其特征在于,所述方法包括:
确定机械臂的任务起点在机械臂的关节空间中的起点位形、机械臂的任务终点在所述关节空间中的终点位形,以及确定所述关节空间的采样空间;
根据所述采样空间、起点位形和终点位形,以及预设的第一步长和第二步长,进行随机树生长处理,得到随机树的多个树节点;所述第一步长为新的树节点向采样点生长的步长,
所述第二步长为新的树节点向目标树节点生长的步长,所述采样点是从所述采样空间中采样得到的,所述目标树节点为所述起点位形或所述终点位形;
在进行随机树生长处理过程中,进行局部极小状态判断,在判断随机树生长陷入局部极小状态时,调整所述第一步长和所述第二步长,使得所述第一步长大于所述第二步长;
根据所述随机树的多个树节点,得到所述任务起点至所述任务终点在关节空间中的初始路径;
将所述任务起点至所述任务终点在关节空间中的初始路径作为当前路径,进行路径优化处理,得到新的路径;其中,路径优化处理包括:计算所述当前路径的路径代价;根据所述路径代价、所述起点位形和所述终点位形,确定一个椭球体空间作为所述关节空间的新的采样空间;所述新的采样空间中任意一点到所述起点位形的距离,以及所述新的采样空间中该点到所述终点位形的距离之和小于或等于所述路径代价;根据所述新的采样空间,进行随机树生长处理,得到所述任务起点至所述任务终点在关节空间中的待定路径,以及当所述待定路径的路径代价小于所述当前路径的路径代价时,将所述待定路径作为新的路径。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
在判断随机树生长未陷入局部极小状态时,调整所述第一步长和所述第二步长,使得所述第一步长小于所述第二步长。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述进行局部极小状态判断,包括:
获取最新的树节点以及所述最新的树节点之前的至少一个树节点,计算所述最新的树节点和所述至少一个树节点之间的至少一个节点距离;
当所述至少一个节点距离均小于或等于预设距离阈值时,确定所述随机树生长陷入局部极小状态;
当所述至少一个节点距离大于预设距离阈值时,确定所述随机树生长未陷入局部极小状态。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述新的采样空间通过下式表示:
表示优化后的采样空间表示无碰撞的采样空间,即所述关节空间的采样空间,表示当前路径的路径代价,为起始树节点与目标树节点之间忽略障碍物后的直线距离,起始树节点和目标树节点分别为椭球体的两个焦点,为椭球体的长轴,为椭球体的短轴。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
将所述新的路径作为当前路径,继续进行路径优化处理,直至所述新的路径满足预设条件,得到最终的新的路径;
其中,确定所述新的路径满足预设条件包括:
获取最新的路径以及所述最新的路径之前的至少一个路径,计算所述最新的路径和所述至少一个路径之间的至少一个路径代价的差值;
当所述至少一个路径代价的差值均小于或等于预设路径代价阈值时,确定所述新的路径满足预设条件。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
根据包裹障碍物法对所述最终的新的路径进行优化,得到优化后的目标路径。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的方法,其特征在于,所述根据所述采样空间、起点位形和终点位形,以及预设的第一步长和第二步长,进行随机树生长处理,包括:
将所述终点位形作为第一随机树的目标树节点,以及将所述起点位形作为第二随机树的目标树节点;
分别针对所述第一随机树和所述第二随机树,根据所述采样空间、预设的第一步长和第二步长,进行随机树生长处理,直至第一随机树的最新树节点和第二随机树的最新树节点之间的连线满足无碰撞条件。
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