[发明专利]一种适用于采摘机器人的无碰撞运动规划方法及装置

权利要求书

1.一种适用于采摘机器人的无碰撞运动规划方法，其特征在于，包括：

对采摘目标和障碍物进行定位，确定采摘目标位置和障碍物位置；

对采摘机器人的采摘机械臂进行建模，建立采摘机械臂模型，以及对障碍物进行建模，建立障碍物模型；

根据所述采摘机械臂模型和所述障碍物模型，建立三维障碍物碰撞检测模型；

根据所述采摘机械臂模型，确定采摘机械臂末端的位姿信息；

获取采摘机械臂初始位置，并根据所述采摘机械臂初始位置、所述采摘目标位置、所述障碍物位置、所述三维障碍物碰撞检测模型和所述采摘机械臂末端的位姿信息，利用AtBi-RRT算法对采摘路径进行规划，确定无碰撞路径；

控制所述采摘机械臂沿所述无碰撞路径运动至所述采摘目标位置。

2.根据权利要求1所述的适用于采摘机器人的无碰撞运动规划方法，其特征在于，所述利用AtBi-RRT算法对采摘路径进行规划，确定无碰撞路径，包括：

利用AtBi-RRT算法对采摘路径进行规划，确定所述采摘机械臂的移动位置；

根据采摘机械臂的移动位置，确定所述无碰撞路径；

通过如下公式确定所述采摘机械臂的移动位置：

其中，θ_new表示所述采摘机械臂的移动位置；θ_near表示预设的中间点；θ_goal表示所述采摘目标位置；θ_rand表示预设的随机采样点；ρ表示搜索步长，k表示目标重力系数，所述搜索步长ρ和所述目标重力系数k进行动态调整。

3.根据权利要求2所述的适用于采摘机器人的无碰撞运动规划方法，其特征在于，所述搜索步长ρ和所述目标重力系数k进行动态调整，包括：

通过如下公式对所述搜索步长ρ和所述目标重力系数k进行动态调整：

当d≤q时，减少所述搜索步长ρ和所述目标重力系数k；

其中，d表示所述采摘机械臂的移动位置到下一个预设的随机采样点之间的距离；q表示所述采摘机械臂的移动位置到所述采摘目标位置的距离。

4.根据权利要求1所述的适用于采摘机器人的无碰撞运动规划方法，其特征在于，所述对采摘目标和障碍物进行定位，包括：

利用双目视觉系统对采摘目标和障碍物进行定位。

5.根据权利要求1所述的适用于采摘机器人的无碰撞运动规划方法，其特征在于，所述根据所述采摘机械臂模型，确定采摘机械臂末端的位姿信息，包括：

根据所述采摘机械臂模型，利用逆运动学求解方法，确定所述采摘机械臂末端的位姿信息。

6.一种适用于采摘机器人的无碰撞运动规划装置，其特征在于，所述适用于采摘机器人的无碰撞运动规划装置应用于权利要求1-5任一项所述的适用于采摘机器人的无碰撞运动规划方法，所述适用于采摘机器人的无碰撞运动规划装置包括：

位置获取模块，用于对采摘目标和障碍物进行定位，确定采摘目标位置和障碍物位置；

第一建模模块，用于对采摘机器人的采摘机械臂进行建模，建立采摘机械臂模型，以及对障碍物进行建模，建立障碍物模型；

第二建模模块，用于根据所述采摘机械臂模型和所述障碍物模型，建立三维障碍物碰撞检测模型；

位姿信息确定模块，用于根据所述采摘机械臂模型，确定采摘机械臂末端的位姿信息；

路径获取模块，用于获取采摘机械臂初始位置，并根据所述采摘机械臂初始位置、所述采摘目标位置、所述障碍物位置、所述三维障碍物碰撞检测模型和所述采摘机械臂末端的位姿信息，利用AtBi-RRT算法对采摘路径进行规划，确定无碰撞路径；

控制运动模块，用于控制所述采摘机械臂沿所述无碰撞路径运动至所述采摘目标位置。