[发明专利]一种智能机器人轨迹规划方法

说明书

本发明提出一种智能机器人轨迹规划方法，包括：获取运动轨迹，对所述运动轨迹进行拆分获取拆分路径；根据所述拆分路径的两个端点的运动状态，向所述拆分路径中部进行双向速度修正，获取插补路径；本发明可有效提高轨迹插补效率，使得插补轨迹更为平滑。

技术领域

本发明涉及智能运动控制领域，尤其涉及一种智能机器人轨迹规划方法。

背景技术

在机器人运动过程中，某些情况下运动轨迹不是重复固定路线，可能实时发生变化。在获取到一定长度的运动轨迹后，根据轨迹点的特性，比如高曲率点和尖锐拐角处，插补算法可以将运动轨迹离散成大量首尾衔接的微小线段，目前对于微小线段间的速度衔接处理分为以下几种：1.微小线段间无衔接，减速到零，下段再重新启动。这种速度衔接方式，会造成频繁加减速，降低插补效率，并且在频繁加减速过程中容易产生振动，形成轨迹误差；2.微小线段间不减速，这种方式虽然插补效率高，但对于高曲率点和尖角处等，很难保证插补轨迹精度；3.微小线段间角度变化小于一定值则按照不减速处理，大于一定值设定最高限速。方式3是对方式1和方式2的改进，但是并没有完全分析出，不同曲率点对于速度的限制要求。

在速度规划中，常用的速度规划有T形加减速和S型加减速规划。T型加减速计算简单，但存在加速度突变的情形，可能会导致机械系统出现冲击或者不可预料的振动，不过由于机械系统并不是绝对的刚体，这种冲击会被机械结构滤除或减轻。但是对于高速载重的机器人来说，这种加速度不连续造成的影响很大程度上不能被忽略。传统S型加减速规划常用于固定轨迹的直线插补，原因是已知轨迹整体信息，且直线各点不受曲率半径等物理速度约束，可以使用代数方法提前求解出整体速度规划结果，但是对于未知路径的曲线插补，传统S型加减速规划方法较为困难。

发明内容

鉴于以上现有技术存在的问题，本发明提出一种智能机器人轨迹规划方法，主要解决机器人轨迹插补效率低且平滑性差的问题。

为了实现上述目的及其他目的，本发明采用的技术方案如下。

一种智能机器人轨迹规划方法，包括：

获取运动轨迹，对所述运动轨迹进行拆分获取拆分路径；

根据所述拆分路径的两个端点的运动状态，向所述拆分路径中部进行双向速度修正，获取插补路径。

可选地，设置拆分步长，根据所述拆分步长将所述运动轨迹拆分为若干个点；根据所述点的速度约束获取所述拆分路径。

可选地，

根据邻近所述点的位置获取对应点的曲率半径；

根据所述曲率半径获取对应点的所述速度约束；

根据拆分的各所述点的所述速度约束获取速度极小值点；

根据所述速度极小值点的位置获取所述拆分路径。

可选地，截取邻近两个所述速度极小值点之间的路径作为所述拆分路径，对应的两个所述速度极小值点分别作为所述拆分路径的端点。

可选地，设置所述点的最大向心加速度，根据所述最大向心加速度和当前点所述曲率半径获取当前点的第一进给速度。

可选地，设置弓高误差，根据所述弓高误差和当前点的曲率半径获取当前点与邻近的下一点间的进给弦长，进而获取第二进给速度。

可选地，根据所述第一进给速度、所述第二进给速度和预设的最大轨迹速度创建当前点的速度约束；选取所述速度约束中的最小速度作为当前点的速度。

可选地，以所述拆分路径的两个端点为起点，获取所述两个端点的运动状态；根据两个所述端点的运动状态分别向所述拆分路径的中部重新调整所述拆分路径中各点的运动状态，获取所述插补路径。

可选地，所述运动状态包括位置、速度、加速度、加加速度。