[发明专利]基于B样条的机器人运动轨迹规划方法

说明书

本发明涉及一种基于B样条的机器人运动轨迹规划方法，涉及工业机器人技术领域，用于解决现有技术中不能保证机器人的平稳运动的技术问题。本发明的基于B样条的机器人运动轨迹规划方法，所获得的运动轨迹具有连续的运动速度、加速度和jerk(加加速度)，那么该运动轨迹的加加速度就不可能存在突变的现象，从而能够保证机器人的平稳运动，进而提高喷涂效果并提高机器人的服役寿命。

技术领域

本发明涉及工业机器人技术领域，特别地涉及一种基于B样条的机器人运动轨迹规划方法。

背景技术

在喷涂应用行业中，虽然越来越多的工业产品采用B样条曲线进行设计规划其运动轨迹，但仍存在运动轨迹与实际路线的拟合精度低、轨迹动态性能差的缺点，因此不能满足精密作业的需求的情况；此外，其运动轨迹的加加速度可能会突变，因此不能保证机器人的平稳运动，进而会影响喷涂效果及机器人的服役寿命。

发明内容

本发明提供一种基于B样条的机器人运动轨迹规划方法，用于解决现有技术中的不能保证机器人的平稳运动的技术问题。

本发明提供一种基于B样条的机器人运动轨迹规划方法，包括以下步骤：

S1：获得实际路径曲线，对所述实际路径曲线进行数据采样获得关键路径点；

S2：对所述关键路径点进行B样条插值计算，获得第一路径曲线；

S3：根据所述第一路径曲线，采用S形加速度十五段轨迹规划方法计算获得机器人的运动轨迹曲线；

其中，所述运动轨迹曲线具有连续的速度、加速度曲线和加加速度。

在一个实施方式中，所述机器人的运动轨迹曲线为位移曲线q(t)；

所述位移曲线q(t)的一阶导函数为速度曲线；

所述位移曲线q(t)的二阶导函数为加速度曲线；

所述位移曲线q(t)的三阶导函数q⁽³⁾(t)为加加速度曲线jerk(t)；

所述位移曲线q(t)的四阶导函数q⁽⁴⁾(t)为加加速度的时间变化率曲线snap (t)；

所述S形加速度十五段轨迹规划方法包括以下步骤：

根据所述加加速度的时间变化率曲线snap(t)获得所述加加速度曲线jerk(t)，所述加加速度的时间变化率曲线以竖直直线方式升降或为常量；

根据所述加加速度曲线jerk(t)获得加速度曲线；

根据所述加速度曲线获得所述速度曲线；

根据所述速度曲线获得位移曲线q(t)。

在一个实施方式中，所述加加速度曲线包括十五个连续的时间段 t₁,t₂,t₃,t₄,t₅,t₆,t₇,t₈t₉,t₁₀,t₁₁,t₁₂,t₁₃,t₁₄和t₁₅；

所述速度曲线、所述加速度曲线jerk(t)以及所述加加速度的时间变化率曲线snap(t)均关于十五个连续的时间段的中间时间点对称。

在一个实施方式中，所述加加速度的时间变化率曲线snap(t)满足下列定义式(2)：

其中，q⁽⁴⁾(t)为所述位移函数的四阶导函数；