[发明专利]用于实现G2连续的机器人双NURBS轨迹插补方法、装置及系统

权利要求书

1.一种用于实现G2连续的机器人双NURBS轨迹插补方法，其特征在于，包括：

获取机器人离散轨迹，其中，所述离散轨迹由工具中心点{p_i}ⁿ_i＝0和四元数姿态{q_i}ⁿ_i＝0组成；

对所述工具中心点{p_i}ⁿ_i＝0进行拟合生成位置NURBS轨迹c(u)；

对所述位置NURBS轨迹c(u)进行采样确定离散点{c(u_i)ⁿ_i＝0}，根据所述离散点{c(u_i)ⁿ_i＝0}确定弧长参数{s_i}ⁿ_i＝0；

采用三次样条插值，建立位置NURBS轨迹参数{u_i}ⁿ_i＝0与所述弧长参数{s_i}ⁿ_i＝0之间的u-s模型；

对所述四元数姿态{q_i}ⁿ_i＝0进行拟合生成姿态NURBS轨迹c(w)；

采用三次样条插值，建立位置NURBS轨迹参数u与姿态NURBS轨迹参数w之间的w-u模型；

根据S型速度模型、所述u-s模型和所述w-u模型，按照固定采样周期，对所述位置NURBS轨迹c(u)和所述姿态NURBS轨迹c(w)离散，得到双NURBS轨迹的离散插补点，以通过逆运动学求解所述离散插补点，得到机器人关节空间的插补轨迹，具体包括：

根据所述S型速度模型，通过每个采样周期点对应的时间，计算出对应的弧长参数；

根据所述u-s模型和所述弧长参数，确定所述位置NURBS轨迹c(u)对应的采样参数和离散点；

根据所述w-u模型，确定所述四元数姿态NURBS轨迹c(w)对应的采样参数和离散点；

根据所述位置NURBS轨迹c(u)对应的离散点和所述姿态NURBS轨迹c(w)对应的离散点，确定所述双NURBS轨迹对应的离散插补点；

插补时，计算所述姿态NURBS轨迹c(w)对应的离散点时，假设对应的采样参数为w₀，将所述采样参数w₀代入所述姿态NURBS轨迹c(w)，求出

计算参数根据所述参数η反求四元数则q_w为所述采样参数w₀对应的离散点；

根据具体机器人，对所述离散插补点进行逆运动学求解，得到所述机器人关节空间的插补轨迹。

2.根据权利要求1所述的用于实现G2连续的机器人双NURBS轨迹插补方法，其特征在于，所述对所述工具中心点{p_i}ⁿ_i＝0进行拟合生成位置NURBS轨迹c(u)包括：

采用三次NURBS曲线对所述工具中心点{p_i}ⁿ_i＝0进行拟合以生成所述位置NURBS轨迹c(u)。

3.根据权利要求1所述的用于实现G2连续的机器人双NURBS轨迹插补方法，其特征在于，所述对所述位置NURBS轨迹c(u)进行采样确定离散点{c(u_i)ⁿ_i＝0}包括：

对所述位置NURBS轨迹c(u)进行等参数采样以确定所述离散点{c(u_i)ⁿ_i＝0}。