[发明专利]用于机械手的无碰撞运动规划的方法和装置

权利要求书

1.一种用于第一机械手(14)从起始点(26)到目的地点(28)的无碰撞运动规划的方法，所述方法具有以下步骤：

-利用全局规划器(34)反复确定所述第一机械手(14)到所述目的地点(28)的目标路径；

-基于所述全局规划器的当前目标路径，利用局部规划器(36)持续地确定所述第一机械手(14)的移动；

-与由所述全局规划器和所述局部规划器(34，36)进行的确定并行地执行所述第一机械手(14)的移动。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述全局规划器(34)持续地确定所述当前目标路径。

3.根据权利要求1或2中的一项所述的方法，其中，所述全局规划器(34)是确定性规划器，尤其是基于动态路图(DRM)的确定性规划器。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，所述全局规划器(34)在重新规划期间查询所述局部规划器(36)的结果，并在确定所述目标路径时将所述结果考虑在内。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，所述局部规划器(36)基于模型预测控制(MPC)，并且所述移动的确定基于通过解决动态优化问题(54)而进行的优化。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述动态优化问题(54)包括对所述机械手(14)与所述目标路径的偏差和当前路径参数与由所述目标路径指定的目标参数的偏差进行加权的成本函数(62)。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述动态优化问题(54)还包括路径动力学(68)和路径输入约束(70)，并且所述路径动力学(68)尤其基于所述全局规划器(34)的所述目标路径。

8.根据权利要求5至7中任一项所述的方法，其中，所述动态优化问题(54)还包括针对碰撞的距离的至少一个不等式约束(72)。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其中，能够经由限定的条件来调整所述全局规划器对所述确定的执行。

10.根据权利要求9所述的方法，其中，能够经由所述限定的条件来设置所述全局规划器(34)对所述确定的无条件执行、不执行或有条件执行。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述有条件执行取决于所确定的目标路径和/或所确定的移动在限定的规划视野中是否有效以及在所述局部规划器(36)的最后一个确定周期期间当前状态与目标状态之间的距离是否已经减小。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的方法，其中，如果由所述全局规划器(34)进行的规划失败，则暂停移动所述第一机械手(14)。

13.根据权利要求1至11中任一项所述的方法，其中，如果由所述全局规划器(34)进行的规划失败，则完全基于所述局部规划器(36)继续移动所述第一机械手(14)。

14.根据权利要求1至13中的一项所述的方法，其中，所述全局规划器和/或所述局部规划器(34，36)部分地预测障碍物的移动以及/或者人为地扩大障碍物(30，32)的展示。

15.根据权利要求1至14中任一项所述的方法，其中，所述方法还包括对至少第二机械手的另外的运动规划，并且所述另外的运动规划与所述第一机械手(14)的所述无碰撞运动规划并行且协调地执行。

16.一种装置(10)，包括至少一个机械手(14)和控制单元(20)，所述控制单元(20)适于执行根据权利要求1至15中任一项所述的方法。