[发明专利]复杂环境下焊接机器人无碰撞路径规划方法及装置

权利要求书

1.一种复杂环境下焊接机器人无碰撞路径规划方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、初始化并对环境中的障碍物进行建模；

S2、在第一节点树和第二节点树上分别扩展节点；其中，第一节点树以焊接路径的起始点为根节点，第二节点树以焊接路径的终止点为根节点，扩展节点时，根据路径搜索环境的复杂程度选择扩展方式；

S3、判断根据所述第一节点树和所述第二节点树上的节点是否能够获得一条从所述起始点到所述终止点的无碰撞路径，是，则继续执行下一步骤，否，则返回上一步骤；

S4、将所述无碰撞路径作为初始路径，对所述初始路径进行插值处理；

S5、对完成插值后的路径进行后处理优化，获得无碰撞的最短路径；

S6、返回所述最短路径；

所述步骤S2中，扩展节点时，根据路径搜索环境的复杂程度选择扩展方式，在满足复杂性判定条件时，采用随机采样来扩展节点，否则采用目标偏向概率采样来扩展节点；

若扩展节点后无碰撞，则更新扩展的新节点及周围节点的父节点；

所述复杂性判定条件包括：

p_rand＜p_a，

其中，

p_rand为随机采样概率，p_a为根据T_failed计算得到的判定概率，T_failed为碰撞检测失败的次数；碰撞检测失败包括焊枪碰撞检测失败与机械臂碰撞检测失败。

2.根据权利要求1所述的复杂环境下焊接机器人无碰撞路径规划方法，其特征在于：

所述步骤S5中，对完成插值后的路径进行后处理优化时，利用三角不等式原理，在完成插值后得到的各个路径点中，连接尽可能长距离且无碰撞的路径点。

3.根据权利要求1所述的复杂环境下焊接机器人无碰撞路径规划方法，其特征在于：

所述步骤S1中，对环境中的障碍物进行建模包括对焊接工件和夹具进行建模。

4.一种复杂环境下焊接机器人无碰撞路径规划装置，其特征在于，包括：

初始化模块，用于初始化并对环境中的障碍物进行建模；

扩展模块，用于在第一节点树和第二节点树上分别扩展节点；其中，第一节点树以焊接路径的起始点为根节点，第二节点树以焊接路径的终止点为根节点，扩展节点时，根据路径搜索环境的复杂程度选择扩展方式；

判断模块，用于判断根据所述第一节点树和所述第二节点树上的节点是否能够获得一条从所述起始点到所述终止点的无碰撞路径，是，则调用插值模块，否，则调用扩展模块；

插值模块，用于将所述无碰撞路径作为初始路径，对所述初始路径进行插值处理；

优化模块，用于对完成插值后的路径进行后处理优化，获得无碰撞的最短路径；

输出模块，用于返回所述最短路径；

所述扩展模块扩展节点时，根据路径搜索环境的复杂程度选择扩展方式，在满足复杂性判定条件时，采用随机采样来扩展节点，否则采用目标偏向概率采样来扩展节点；若扩展节点后无碰撞，则更新扩展的新节点及周围节点的父节点；

所述复杂性判定条件包括：

p_rand＜p_a，

其中，

p_rand为随机采样概率，p_a为根据T_failed计算得到的判定概率，T_failed为碰撞检测失败的次数；碰撞检测失败包括焊枪碰撞检测失败与机械臂碰撞检测失败。

5.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至3中任一项所述复杂环境下焊接机器人无碰撞路径规划方法的步骤。

6.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至3中任一项所述复杂环境下焊接机器人无碰撞路径规划方法的步骤。