[发明专利]基于Maya的摄像机器人离线编程方法

摘要

本发明公开了一种基于Maya的摄像机器人离线编程方法，不但实现了摄像机器人位置轨迹的设计，同时根据搭载摄像机的型号支持光圈和焦距变化过程的轨迹的设计，不但支持离线轨迹在现实摄像机器人上执行，还支持现实摄像机器人轨迹导入分析，实现了七轴摄像机器人的离线轨迹设计，这弥补了国内目前针对摄像机器人离线轨迹设计这块的空白，此方法还可以很容易改造进行八轴、六轴、五轴、四轴摄像机器人的离线轨迹设计。

主权项

1.基于Maya的摄像机器人离线编程方法，其特征在于：包括以下的步骤：S1：构建摄像机器人的等比例尺虚拟数学三维模型，形成虚拟摄像机器人，所述虚拟摄像机器人包括机械臂、云台板和摄像机；S2：对虚拟摄像机器人的各个关节、云台板和摄像机进行正向动力学或者反向动力学绑定；S3：设置虚拟摄像机器人的各个部件的约束条件，包括各个关节的最大旋转值和最小旋转值、云台板的偏移量、摄像机相对于法兰坐标的偏移量以及光圈的极限值；S4：在虚拟场景中进行摄像机位置、焦距和光圈的轨迹规划；S5：通过分析虚拟摄像机器人在执行虚拟轨迹时各个关键数据的变化情况，进行虚拟机器人轨迹安全性检查；S6：对虚拟摄像机器人的空间轨迹进行离散化处理，生成摄像机器人可执行的轨迹文件；S7：对虚拟摄像机器人进行可达性分析、碰撞分析和加速度分析；所述步骤S7中的可达性分析包括以下步骤：S7.11：设置七轴虚拟摄像机器人各轴的可达阈值范围，如式(1)和式(2)所示；记录机器人当前时刻各轴的位置信息，如式(3)所示；R1min＝(A1min，A2min，A3min，A4min，A5min，A6min，E1min)    (1)R1max＝(A1max，A2max，A3max，A4max，A5max，A6max，E1max)    (2)W＝(A1，A2，A3，A4，A5，A6，E1)    (3)其中，R1min为机器人的可达最小阈值，A1min、A2min、A3min、A4min、A5min、A6min和E1min分别为七个轴各自的可达最小阈值，R1max为机器人的可达最大阈值，A1max、A2max、A3max、A4max、A5max、A6max和E1max分别为七个轴各自的可达最大阈值，W为机器人当前时刻的位置，A1、A2、A3、A4、A5、A6和E1分别为七个轴当前时刻各自的位置；S7.12：将机器人当前时刻的位置与第1帧至第n帧中所有控制指令的值进行累加得到累加值Cn：其中，Zi为第i帧控制指令的值，如式(5)所示：Zi＝(A1i，A2i，A3i，A4i，A5i，A6i，E1i)     (5)其中，A1i、A2i、A3i、A4i、A5i、A6i和E1i分别为七个轴的第i帧控制指令的值；S7.13：进行可达性分析：如果Cn＞R1max或者Cn＜R1min，那么这条轨迹在第n帧时存在不可达到的可能；否则，那么这条轨迹在第n帧时是可达到的。