[发明专利]奇异位置规避方法、系统、设备及计算机可读存储介质

权利要求书

1.一种奇异位置规避方法，用于控制六关节机器人从轨迹起点跨越奇异位置运动至轨迹终点，其特征在于，所述方法包括：

在所述六关节机器人运动至包括奇异位置的奇异区域时，从与所述奇异位置相关的三个轴中选择一个轴进行插补处理；

获取与所述奇异位置相关的三个轴中的另外两个轴的位置，使得与所述奇异位置相关的三个轴中的另外两个轴的位置相关的误差函数最小；

根据与所述奇异位置相关的三个轴的位置，获取所述六关节机器人中除与所述奇异位置相关的三个轴之外的三个轴的位置。

2.根据权利要求1所述的奇异位置规避方法，其特征在于，所述奇异位置为腕奇异位置，所述与所述奇异位置相关的三个轴为所述六关节机器人的J4轴、J5轴和J6轴；

所述误差函数根据机器人末端姿态旋转矩阵R1＝(n,o,a)构建，且所述n、o、a为所述机器人末端姿态旋转矩阵的三个列向量；

所述从与所述奇异位置相关的三个轴中选择一个轴进行插补处理包括：选择J4轴进行插补处理，且所述误差函数为：

f₁＝(1-o_desired·o_actual)+(1-a_desired·a_actual)

其中，所述o_desired为J5轴的期望姿态，o_actual为J5轴的实际姿态，a_desired为J6轴的期望姿态，a_actual为J6轴的实际姿态。

3.根据权利要求2所述的奇异位置规避方法，其特征在于，所述获取与所述奇异位置相关的三个轴中的另外两个轴的位置，使得与所述奇异位置相关的三个轴中的另外两个轴的位置相关的误差函数最小，包括：

定义函数其中，

所述θ₅为J5轴的关节角，所述θ₆为J6轴的关节角，通过以下计算式使函数F₁趋向于[0，0]：且初始值θ_k＝[θ₅,θ₆]，

4.根据权利要求1所述的奇异位置规避方法，其特征在于，所述奇异位置为顶置奇异位置，所述与所述奇异位置相关的三个轴为所述六关节机器人的J1轴、J2轴和J3轴；

所述误差函数根据机器人腕部中心位置矩阵R2＝(w,c,p)构建，且所述w、c、p分别为所述六关节机器人的腕部中心位置在基座标下x、y、z方向上的坐标；

所述从与所述奇异位置相关的三个轴中选择一个轴进行插补处理包括：选择J1轴进行插补处理，且所述误差函数为：

f₂＝(w_desired-w_actual)²+(c_desired-c_actual)²+(p_desired-p_actual)²

其中，所述w_desired、c_desired、p_desired为六关节机器人腕中心期望位置，w_actual、c_actual、p_actual为六关节机器人腕中心实际位置。

5.根据权利要求4所述的奇异位置规避方法，其特征在于，所述获取与所述奇异位置相关的三个轴中的另外两个轴的位置，使得与所述奇异位置相关的三个轴中的另外两个轴的位置相关的误差函数最小，包括：

定义函数其中，

所述θ₂为J2轴的关节角，所述θ₃为J3轴的关节角，通过以下计算式使函数F₂趋向于[0，0]：且初始值θ_k＝[θ₂,θ₃]，