[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 | ||
本申请涉及一种路径规划方法、装置、机械臂控制器和可读存储介质。方法包括:根据关节空间的采样空间、机械臂的任务起点在机械臂的关节空间中的起点位形和任务终点在关节空间中的终点位形,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;第一步长为新的树节点向采样点生长的步长,第二步长为新的树节点向目标树节点生长的步长;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,调整第一步长和第二步长,使得第一步长大于第二步长;根据随机树的多个树节点,得到任务起点至任务终点在关节空间中的初始路径。采用本方法能够在随机树生长过程中逃脱出局部极小状态。
技术领域
本申请涉及机器人技术领域,特别是涉及一种路径规划方法、装置、机械臂控制器和可读存储介质。
背景技术
机器人可以广泛应用于老人陪护、医疗手术协助、娱乐家居以及工业生产等诸多领域,而机械臂的路径规划是机器人研究内容的核心之一。路径规划是指对于确定的多自由度的机械臂,当给定起点和终点时,计算出满足约束的路径代价较小的路径,使得机械臂可以在从起点无碰撞地移动到终点。
一种机械臂的路径规划方法是:在对机械臂进行参数化建模并建立正逆运动学模型之后,采用AABB(Axis-aligned bounding box)包围盒法建立机械臂及环境中障碍物的AABB包围盒(用于快速的进行碰撞检测或者进行精确的碰撞检测之前进行过滤),然后使用RRT(rapidly exploring random tree,快速探索随机树)算法在约束条件下规划出无碰撞的路径。
然而,当起点和终点之间存在凹形障碍物等障碍物时,上述路径规划方法难以搜索出有效路径,导致机械臂难以避开障碍物。
发明内容
基于此,有必要针对上述技术问题,提供一种在起点和终点之间存在凹形障碍物等障碍物时仍能搜索出有效路径的路径规划方法、装置、机械臂控制器和可读存储介质。
第一方面,一种路径规划方法,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。
在其中一个实施例中,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。
在其中一个实施例中,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。
在其中一个实施例中,所述方法还包括:
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;
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