[发明专利]机械臂路径规划方法、装置及机械臂

说明书

本发明实施例涉及机械臂技术领域，公开了一种机械臂路径规划方法、装置及机器人。其中，该机械臂路径规划方法包括局部路径规划，所述局部路径规划包括：在预设速度范围内采集若干采样速度；根据若干所述采样速度和预设时间间隔，确定各所述采样速度对应的若干局部路径；根据预设评价模型，对所述局部路径中不存在障碍物的局部路径进行评价；选择评价结果最好的局部路径作为最优局部路径。通过上述方式，本发明实施例能够对机械臂的路径进行动态规划。

技术领域

本发明实施例涉及机械臂技术领域，具体涉及一种机械臂路径规划方法、装置及机械臂。

背景技术

随着信息技术与互联网的快速发展与普及，智能机器人技术得到了突飞猛进的发展，智能机器人被广泛应用于教育、金融、医疗、交通、安防、电力等诸多领域，提现出巨大的应用优势与市场潜力。机械臂作为智能机器人的重要组成部件，其能否准确地进行路径规划直接影响着机器人的工作能力和效率。

目前，在现有的机械臂笛卡尔规划中，当初始位置和末端位置较远时，由于多重约束的存在，容易出现规划失败的现象。

发明内容

本发明实施例一个目的旨在提供一种机械臂路径规划方法、装置及机械臂，能够对机械臂的路径进行动态规划。

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种机械臂路径规划方法，所述方法包括局部路径规划，所述局部路径规划包括：在预设速度范围内采集若干采样速度；根据若干所述采样速度和预设时间间隔，确定各所述采样速度对应的若干局部路径；根据预设评价模型，对所述局部路径中不存在障碍物的局部路径进行评价；选择评价结果最好的局部路径作为最优局部路径；所述根据若干所述采样速度和预设时间间隔，确定各所述采样速度对应的若干局部路径，进一步包括：根据各所述采样速度和预设时间间隔，确定所述机械臂末端的各局部位移变化量；根据所述机械臂末端当前位置以及所述机械臂末端的各局部位移变化量，确定各局部路径终点；将所述机械臂末端当前位置与各所述局部路径终点之间的连线确定为各所述采样速度对应的若干局部路径；所述预设评价模型中的评价参数包括：局部路径终点到目标位置的距离、局部路径终点到所述直线全局路径的距离、以及机械臂末端从所述机械臂末端当前位置运动到所述局部路径终点时所述机械臂的各个关节的运动量总和。

在一种可选的方式中，所述局部路径中不存在障碍物的局部路径通过如下方式确定：采集所述机械臂的运动空间内的障碍物信息，建立基于八叉树结构的三维地图；根据所述三维地图，判断各所述局部路径是否存在障碍物。

在一种可选的方式中，在所述在预设速度范围内采集若干采样速度之前，所述方法还包括：根据所述机械臂的关节结构，确定所述机械臂末端的最大速度和最小速度；根据所述机械臂的电机的最大加速度和最大减速度，确定所述机械臂末端在所述预设时间间隔内的速度变化范围；根据所述三维地图，确定所述机械臂末端的最大安全速度，以使所述机械臂末端在碰到障碍物时使速度降为零；根据所述机械臂末端的最大速度和最小速度、所述机械臂末端在所述预设时间间隔内的速度变化范围以及所述最大安全速度，确定所述预设速度范围。

在一种可选的方式中，所述方法还包括：基于扫掠球包围盒对所述机械臂进行模型简化。

在一种可选的方式中，所述方法还包括：迭代进行所述局部路径规划，直至所述机械臂末端运动到目标位置。

在一种可选的方式中，所述方法还包括：获取所述机械臂末端当前位置与所示目标位置之间的直线全局路径；若所述直线全局路径存在障碍物，则采用所述局部路径规划重新进行障碍物之后的剩余路径的规划。

根据本发明实施例的另一方面，提供了一种机械臂路径规划装置，所述装置包括局部路径规划模块，所述局部路径规划模块包括：速度采集单元，用于在预设速度范围内采集若干采样速度；局部路径确定单元，用于根据若干所述采样速度和预设时间间隔，确定各所述采样速度对应的若干局部路径；评价单元，用于根据预设评价模型，对所述局部路径中不存在障碍物的局部路径进行评价；选择单元，用于选择评价结果最好的局部路径作为最优局部路径。