[发明专利]机器人运动信息规划方法及相关装置

说明书

本申请提供的机器人运动信息规划方法及相关装置中，目标动力学模型包括了机器人所有关节的动力学参数以及各关节的摩擦系数；并基于该目标动力学模型构建了用于描述机器人的末端沿目标轨迹运动时所需要时间以及能耗的目标优化函数；由于该目标优化函数考虑机器人的所有关节以及各关节的摩擦力，从而能提高最终时间及能耗的优化精度。

技术领域

本申请涉及自动控制领域，具体而言，涉及一种机器人运动信息规划方法及相关装置。

背景技术

目前，工业界主要通过人工示教方式控制机器人运动，在多个示教点之间机器人运动轨迹按照笛卡尔空间直线、圆弧或样条过渡曲线进行路径规划，沿路径的速度一般采用多项式或样条曲线拟合形式对设有速度和加速度限制的机器人轨迹进行求解。

然而，研究发现此类算法未考虑时间、能耗等因素的限制，无法满足实际工业场景中对工业机器人高效低能耗的要求。

发明内容

为了克服现有技术中的至少一个不足，本申请提供一种机器人运动信息规划方法及相关装置，包括：

第一方面，本申请提供一种机器人运动信息规划方法，应用于机器人，所述方法包括：

获取用于衡量所述机器人运动时间以及运动能耗的目标优化函数，其中，所述目标优化函数通过所述机器人的目标动力学模型构建；

在运动信息的约束条件下，确定所述机器人沿目标轨迹运动时，所述目标优化函数的最小值；

根据所述最小值对应的目标运动信息，生成所述机器人沿所述目标轨迹运动时的运动规划信息。

第二方面，本申请提供一种机器人运动信息规划装置，应用于机器人，所述机器人运动信息规划装置包括：

函数模块，用于获取用于衡量所述机器人运动时间以及运动能耗的目标优化函数，其中，所述目标优化函数通过所述机器人的目标动力学模型构建；

优化模块，用于在运动信息的约束条件下，确定所述机器人沿目标轨迹运动时，所述目标优化函数的最小值；

规划模块，用于根据所述最小值对应的目标运动信息，生成所述机器人沿所述目标轨迹运动时的运动规划信息。

第三方面，本申请提供一种机器人，所述机器人包括处理器以及存储器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，实现所述的机器人运动信息规划方法。

第四方面，本申请提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现所述的机器人运动信息规划方法。

相对于现有技术而言，本申请具有以下有益效果：

本申请提供的机器人运动信息规划方法及相关装置中，目标动力学模型包括了机器人所有关节的动力学参数以及各关节的摩擦系数；并基于该目标动力学模型构建了用于描述机器人的末端沿目标轨迹运动时所需要时间以及能耗的目标优化函数；由于该目标优化函数考虑机器人的所有关节以及各关节的摩擦力，从而能提高最终时间及能耗的优化精度。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请实施例提供的机器人结构示意图；

图2为本申请实施例提供的机器人运动规划方法流程示意图；

图3为本申请实施例提供的目标轨迹示意图；

图4A-图4C为本申请实施例提供的力矩实测-预测对比图；