CN107571261A - 示教机器人多空间轨迹规划的平滑过渡方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机器人轨迹规划领域，提出示教机器人多空间轨迹规划的平滑过渡方法，旨在解决轨迹切换过程中的不平滑问题。方法为：解析机器人示教程序，判断轨迹规划的切换方向，若轨迹规划为从笛卡尔空间向关节空间切换，获取笛卡尔空间轨迹规划的末端点，根据路径及速度的要求，获得末端点处的第一位姿和第一速度，并利用雅可比矩阵求得各关节的第一角速度，以第一位姿所指示角度为起点角度，以第一角速度为起点速度进行关节空间轨迹规划；否则，获取笛卡尔空间轨迹规划的起始点，求得起始点处的第二位姿及各关节的第二角速度，以第二位姿所指示的角度为终点角度，以第二角速度为终点速度进行关节空间轨迹规划。实现轨迹规划在空间切换的平滑过渡。

Description

示教机器人多空间轨迹规划的平滑过渡方法及装置

技术领域

本发明涉及机器人空间轨迹规划技术领域，尤其涉及一种示教机器人多空间轨迹规划的平滑过渡方法及装置。

背景技术

工业机器人要完成所规定的任务，需要进行轨迹规划。轨迹规划可分为两种，一种是关节空间的规划，另一种是在笛卡尔空间的规划。关节空间的规划相对简单，而且不会出现奇异位形，但是其末端的运动轨迹不直观；笛卡尔空间的轨迹规划比较直观，可满足对机器人末端轨迹的实时控制，但规划过程中容易进入机器人的奇异位形，同时其运动学反解相对复杂。

目前工业机器人轨迹规划的方法常用示教法，即在机器人的运动轨迹上取一些关键点，记住这些关键点所对应的关节坐标，在两个关键点之间进行插补，使机器人的末端执行器按照所要求的轨迹运动。而轨迹规划的路径在空间切换时会出现切换停顿，即，在多空间之间轨迹规划切换的时，机器人速度为零。导致在空间切换时机器人的工作效率低、无法实现平滑过渡的问题。

发明内容

为了解决现有技术中的上述问题，即为了解决轨迹规划的路径在多空间之间切换过程中出现切换停顿所导致的工作效率低、无法实现平滑过渡的问题，本发明采用以下技术方案以解决上述问题：

第一方面，本申请提供了一种示教机器人多空间轨迹规划的平滑过渡方法，该方法包括如下步骤：

步骤1：获取机器人的示教程序，解析上述示教程序，判断机器人轨迹在关节空间与笛卡尔空间轨迹规划的切换方向。

步骤2：如果切换方向为从笛卡尔空间向关节空间轨迹规划的切换，转步骤3，如果切换方向为从关节空间向笛卡尔空间轨迹规划的切换，转步骤5，如果不存在空间切换，转步骤7。

步骤3：获取笛卡尔空间轨迹规划的末端点，根据笛卡尔空间轨迹规划对路径及速度的要求，获得上述末端点处机器人的第一位姿和第一速度，根据上述第一位姿和第一速度，利用机器人的笛卡尔空间与关节空间的雅可比矩阵求得上述机器人各关节的第一角速度。

步骤4：以上述第一位姿所指示的各关节的角度为轨迹规划的起点角度，以第一角速度为轨迹规划的起点角速度进行关节空间轨迹规划。

步骤5：获取笛卡尔空间轨迹规划的起始点，根据笛卡尔空间轨迹规划对路径及速度的要求，获得上述起始点处机器人第二位姿和第二速度，根据上述第二位姿和第二速度，利用上述机器人的笛卡尔空间和关节空间的雅可比矩阵求得各关节的第二角速度。

步骤6：以上述第二位姿所指示的各关节的角度为轨迹规划的终点角度，以上述第二角速度为轨迹规划的终点角速度进行关节空间轨迹规划。

步骤7：判断上述示教程序是否结束，如果为最后一行则结束，否则转到步骤1。

在一些示例中，步骤1中上述解析上述示教程序，判断关节空间和笛卡尔空间轨迹规划的切换方向，包括：解析上述示教程序，提取出上述示教程序的示教指令；判断上述示教指令是否为指示轨迹规划切换的指令；如果是，由上述示教指令所指示的动作确定上述轨迹规划的切换方向。

在一些示例中，上述方法还包括获得上述机器人各关节的变换矩阵的方法：获取上述机器人的D-H参数a_i、α_i、d_i和θ_i；利用如下公式计算上述机器人的变换矩阵：

其中，i为机器人自由度序号，A_i为机器人在第i自由度上的变换矩阵，a_i、α_i、d_i和θ_i表示机器人的连杆长度、连杆扭转角、连杆偏移量和关节角，Trans(a_i-1,0,0)表示沿X轴移动a_i-1的距离，Rot(X_i-1,α_i-1)表示绕X轴旋转α_i-1的角度，Rot(Z_i,θ_i)表示绕Z轴旋转θ_i的角度。

在一些示例中，上述步骤3包括：

步骤31：根据上述末端点的数据确定出上述末端点处机器人的第一位姿P_d＝[^Tx^Ty ^Tz ^Tθ_x ^Tθ_y ^Tθ_z]的参数。

步骤32：根据机器人预设的速率和用于示教的曲线所指示的方向确定上述末端点处机器人的述第一速度的参数。

步骤33：利用上述机器人的笛卡尔空间与关节空间的雅可比矩阵的逆变换求得各关节角速度：

其中，^Tx ^Ty ^Tz表示P点坐标位置，^Tθ_x ^Tθ_y ^Tθ_z为P点处机器人末端姿态的欧拉角，和分别表示P点处机器人末端的位置变换线速度和姿态变换角速度，ω_pj表示关节角速度，表示P点处机器人各关节角速度，J⁺表示雅可比矩阵的逆变换。

在一些示例中，上述用于示教的曲线为圆弧；上述步骤32 包括：确定上述末端点在上述圆弧上所在位置处的切线方向为上述末端点处机器人的速度方向；根据上述机器人预设的速率和所确定出的速度方向确定出上述末端点处机器人的述第一速度的参数。

在一些示例中，上述方法还包括：从上述示教程序中获取轨迹规划的终点数据；从上述示教程序中获取上述机器人各关节的角速度、目标速度、终点速度、加速设定值和减速设定值；根据上述终点数据和上述末端点数据，以及上述机器人各关节的角速度、目标速度、终点速度、加速设定值和减速设定值，计算上述机器人的各关节从上述末端点至上述终点所需要的时间；取各关节中所需最长的时间为指定时间；规划上述机器人各关节的速度，使各上述关节在上述指定时间到达上述终点。

上述计算上述机器人的各关节从上述末端点至上述终点所需要的时间，包括利用如下公式计算各关节从上述末端点至上述终点所需要的时间：

t＝t1+t2

其中，t为关节从上述末端点到上述终点所需要的时间，ω_orig表示各关节起始角速度，目标速度ω_tar＝ω_jn*70％，终点速度ω_end＝ω_tar，预设的最大速度ω_jn，加速设定值acc和减速设定值dcc。

第二方面，本申请提供了一种存储装置，其中存储有多条程序，上述程序适于由处理器加载并执行以实现上述第一方面所述的示教机器人多空间轨迹规划的平滑过渡方法。

第三方面，本申请提供了一种处理装置，包括处理器和存储设备。处理器适于执行各条程序；存储设备，适于存储多条程序；程序适于由处理器加载并执行以实现上述第一方面中任一所述的示教机器人多空间轨迹规划的平滑过渡方法。

本申请提供的示教机器人多空间轨迹规划的平滑过渡方法及装置，通过解析示教程序的指令，判断机器人轨迹的切换方向，在笛卡尔空间确定轨迹切换时的起点或终点，并根据该点的数据确定计算出机器人各关节的关节角速度，由该起点或终点的位姿数据以及各关节的角速度，规划机器人轨迹的切换路径。本申请解决了机器人在空间切换过程中的停顿问题，实现空间轨迹规划的平滑过渡，提高了机器人的工作效率。

附图说明

图1是根据本申请的示教机器人多空间轨迹规划的平滑过渡方法的一个实施例的流程图；

图2是从笛卡尔空间圆弧轨迹规划到关节空间轨迹规划时机器人末端在三维空间的运动轨迹示意图；

图3是从笛卡尔空间轨迹规划到关节空间轨迹规划时机器人关节空间轨迹示意图；

图4是从笛卡尔空间圆弧轨迹规划到关节空间轨迹规划时关节空间速度规划曲线图；

图5是从关节空间轨迹规划到笛卡尔空间圆弧轨迹规划时关节空间速度规划曲线图。

具体实施方式

下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非旨在限制本发明的保护范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

在本申请中，应用于示教机器人多空间轨迹规划的平滑过渡方法的机器人系统包括控制器、机器人的各关节执行机构和示教器。其中，示教器与机器人的控制器和各关节执行机构通信连接，以实现对机器人的示教功能。上述控制器可以是设置于机器人本体上，或可以单独设置于上述机器人本体之外。上述控制器根据预设的控制程序和/或机器人所采集的信息，控制机器人各关节执行机构的运动。上述各关节的执行机构可以是电机，如伺服电机、步进电机等，还可以是通过指令或信号控制的阀门，如电磁阀等。上述示教器将示教点的位姿、以及到达示教点的速度、加速度等信息予以存储，在之后的操作中控制器取出上述信息，并根据上述信息控制机器人各关节的执行机构，以再现上述信息记录的示教轨迹。

图1示出了本申请所提供的示教机器人多空间轨迹规划的平滑过渡方法的一个实施例的流程。该示教机器人多空间轨迹规划的平滑过渡方法，包括以下步骤：

步骤1：获取机器人的示教程序，解析上述示教程序，判断关节空间与笛卡尔空间轨迹规划的切换方向。

本实施例中，控制器解析所获取的机器人的示教程序，并根据所解析的结果，判断机器人轨迹在关节空间与笛卡尔空间轨迹规划的切换方向。这里，解析示教程序可以是从上述示教程序中提取各行程序的指令，根据指令确定该指令所指示的动作。可以由指令判断机器人在关节空间与笛卡尔空间轨迹规划的切换方向。

在一些可选的实现方式中，上述解析示教程序，判断关节空间和笛卡尔空间轨迹规划的切换方向，包括：解析上述示教程序，提取出上述示教程序的示教指令；判断上述示教指令是否为指示轨迹规划切换的指令；如果是，由上述示教指令所指示的动作确定上述轨迹规划的切换方向。具体地，将获取到的一行示教程序，利用正则表达式解析机器人示教程序中的指令，如果是运动指令，判断其运动规划空间。作为示例，机器人系统的程序中主要包括MOVJ、MOVC、MOVL和MOVP 四种运动指令，其中MOVC和MOVL为笛卡尔空间轨迹规划运动指令，MOVJ 和MOVP为关节空间轨迹规划运动指令，结合上一个运动指令判断是否存在关节空间和笛卡尔空间轨迹规划的切换。例如，上一运动指令为在笛卡尔空间的运动指令MOVL；本行程序解析后指令为在关节空间的运动指令MOVP，结合上一指令可以确定出存在空间轨迹规划的切换，而且，切换的方向为从笛卡尔空间向关节空间轨迹规划的切换。

步骤2：如果切换方向为从笛卡尔空间向关节空间轨迹规划的切换，转步骤3，如果切换方向为从关节空间向笛卡尔空间轨迹规划的切换，转步骤5，如果不存在空间切换，转步骤7。

在本实施例的一些可选的实现方式中，在笛卡尔空间和关节空间轨迹规划切换之前，获得机器人各关节的变换矩阵。上述获得机器人各关节变换矩阵的方法包括：获取机器人的D-H参数a_i、α_i、d_i和θ_i；利用如下公式计算机器人各关节的变换矩阵：

其中，i为机器人关节自由度序号，A_i为机器人在第i自由度上的变换矩阵，a_i、α_i、d_i和θ_i表示机器人的连杆长度、连杆扭转角、连杆偏移量和关节角，Trans(a_i-1,0,0)表示沿X轴移动a_i-1的距离， Rot(X_i-1,α_i-1)表示绕X轴旋转α_i-1的角度，Rot(Z_i,θ_i)表示绕Z轴旋转θ_i的角度。

上述D-H参数是在机器人的每个连杆上都固定一个坐标系，然后用4×4的齐次变换矩阵来描述相邻两连杆的空间关系。通过依次变换上述齐次变换矩阵可最终推导出机器人关节末端执行器相对于基坐标系的位姿，从而建立机器人的运动学方程。这里，利用上述各关节的变换矩阵建立上述机器人的运动学方程。还可以利用变换矩阵以及变换矩阵在位置和方向上的微分变化，确定出上述机器人的笛卡尔空间与关节空间的雅可比矩阵。

在本实施例中，利用上述步骤1所判断出的笛卡尔空间与关节空间轨迹规划的方向，进行对应的步骤转移操作。

步骤3：获取笛卡尔空间轨迹规划的末端点，根据笛卡尔空间轨迹规划对路径及速度的要求，获得上述末端点处机器人的第一位姿和第一速度，根据上述第一位姿和第一速度利用机器人的笛卡尔空间与关节空间的雅可比矩阵求得上述机器人各关节的第一角速度。

在本实施例中，获取笛卡尔空间轨迹规划的末端点，并根据该末端点的数据以及笛卡尔空间轨迹规划对路径及速度的要求，确定出上述末端点处机器人的第一位姿和第一速度。本步骤中，规划轨迹是从笛卡尔空间到关节空间的切换，取规划轨迹在笛卡尔空间的末端点作为空间切换的起点。控制器可以从上述示教程序中获得示教的路径，该路径是预先规划的路径，或通过人工设置的路径，可以是直线，还可以是曲线。上述速度的速率可以在程序中设置，例如可以设置为最高速的50％。上述确定末端点处机器人的第一位姿和第一速度，可以根据末端点在路径上的坐标数据，以及上述路径在上述末端点处的方向确定出末端点处机器人的第一位姿和第一速度。

根据第一位姿和第一速度利用机器人的笛卡尔空间与关节空间的雅可比矩阵求得上述机器人各关节的第一角速度。上述雅可比矩阵描述了上述机器人各关节的参数、变换矩阵以及变换矩阵在位置和方向上的微分变化的关系，根据机器人各关节的参数、变换矩阵之间的关系利用机器人的运动学方程，计算出轨迹在末端点处机器人各关节的第一角速度。

在本实施例的一些可选的实现方式中，标记上述末端点为P点，上述步骤3包括：

步骤31：根据上述末端点的数据确定出上述末端点处机器人的第一位姿P_d＝[^Tx^Ty ^Tz ^Tθ_x ^Tθ_y ^Tθ_z]的参数。

步骤32：根据机器人预设的速率和用于示教的曲线所指示的方向确定上述末端点处机器人的第一速度的参数。

步骤33：利用上述机器人的笛卡尔空间与关节空间的雅可比矩阵的逆变换求得各关节角速度：

其中，上述末端点可以使用P点标记，^Tx ^Ty ^Tz表示P点坐标位置，^Tθ_x ^Tθ_y ^Tθ_z为P点处机器人末端姿态的欧拉角，和分别表示P点处机器人末端的位置变换线速度和姿态变换角速度，ω_pj表示关节角速度，表示P点处机器人各关节角速度，J⁺表示雅可比矩阵的逆变换。其中表示轴1到轴6的角速度，表示矩阵υ_Pd的转置。

在本实施例的一些可选的实现方式中，上述用于示教的曲线为圆弧，上述步骤32包括：确定上述末端点在圆弧上所处位置处的切线方向为上述末端点处机器人的速度方向；根据上述机器人预设的速率和上述速度方向确定出上述末端点处机器人的第一速度 的参数。上述末端点处的速率，也即，P点处的速率可以从上述示教程序中获得，例如示教程序为：MOVC P V＝70，上述示教程序中P点处的速率为预先设置的最大速率的70％。

步骤4：以上述第一位姿所指示的各关节的角度为规划的起点角度，以第一角速度为规划的起点速度进行关节空间轨迹规划。

在本实施例中，基于上述步骤3所确定出的末端点处机器人的第一位姿和第一速度。以上述第一位姿所指示的各关节的角度为规划的起点角度，上述第一速度为规划的起点速度进行关节空间轨迹规划。

作为示例，参考图2和图3以及下列示教程序：

1、MOVC P11 V＝70

2、MOVC P2 V＝70

3、MOVJ P3 V＝70

从上述示教程序中可以获悉存在空间切换，且为从笛卡尔空间向关节空间轨迹规划的切换。图2示出了上述从笛卡尔空间圆弧轨迹规划向关节空间规划切换时机器人末端在三维空间的运动轨迹，图3示出了从笛卡尔空间圆弧轨迹规划向关节空间切换时，轨迹规划在关节空间的路径视图。从上述图2可以获悉轨迹规划上的多个点，其中，起点为P1，为已知的运动初始状态，P11、P2和P3是事先通过示教程序记录了的已知位姿。其中，上述示教程序中的程序1和程序2表示在笛卡尔空间采用圆弧轨迹规划运动至P2点，由P1、P11、P2三点确定空间圆弧路径，V表示最大设定速度的百分比。程序3中MOVJ指令表示在关节空间进行轨迹规划运动至P3点。

步骤5：获取笛卡尔空间轨迹规划的起始点，根据笛卡尔空间轨迹规划对路径及速度的要求，获得上述起始点处机器人第二位姿和第二速度，根据上述第二位姿和第二速度，利用上述机器人的笛卡尔空间和关节空间的雅可比矩阵求得各关节的第二角速度。

在本实施例中，获取笛卡尔空间轨迹规划的起始点，并根据该起始点的数据以及笛卡尔空间轨迹规划对路径及速度的要求确定出上述起始点处机器人的第二位姿和第二速度。本步骤中，规划轨迹是从关节空间到笛卡尔空间的切换，取出规划轨迹在笛卡尔空间的起始点作为空间切换的终点。可以根据示教程序中所指示的轨迹规划的路径数据及速度的数据确定出上述起始点处机器人的第二位姿和第二速度。利用机器人运动学方程，计算出机器人的第二角速度。

步骤6：以上述第二位姿所指示的各关节的角度为终点角度，以上述第二角速度为规划的终点速度进行关节空间轨迹规划。

在本实施例中，基于上述步骤5所确定出的笛卡尔空间轨迹规划起始点处机器人的第二位姿和第二速度。以上述第二位姿所指示的各关节的角度为轨迹规划的终点角度，上述第二角速度为轨迹规划的终点速度进行关节空间轨迹规划。

步骤7：判断上述示教程序是否结束，如果为最后一行则结束，否则转到步骤1。

在本实施例中的一些可选的实现方式中，对于从笛卡尔空间向关节空间轨迹规划的切换，上述方法还包括：从上述示教程序中获取笛卡尔空间轨迹规划的终点数据；从上述示教程序中获取上述机器人各关节的角速度、目标速度、终点速度、加速设定值和减速设定值；根据上述终点数据和上述末端点数据，以及上述机器人各关节的角速度、目标速度、终点速度、加速设定值和减速设定值，计算上述机器人的各关节从上述末端点至上述终点所需要的时间；取各关节中所需最长的时间为指定时间；规划上述机器人各关节的速度，使各上述关节在上述指定时间到达上述终点。作为示例，由图2所示，机器人在各位置点的位姿用关节空间表示为P1(20，-60，0，0，20，0)，P11(90，-60，0，0， 20，0)，P2(160，-60，0，0，20，0)，P3(149，155，112，93，98，78)，单位为角度。其中，P2为笛卡尔空间的末端点，P3为关节空间轨迹规划的终点。即，P2为空间切换的起点，P3为空间切换的终止点。考虑到实际插补会有微小的误差，根据MOVC指令对路径及速度的要求，求取实际圆弧插补规划后末端的实际位姿P_2d＝[^Tx ^Ty ^Tz ^Tθ_x ^Tθ_y ^Tθ_z]及其速度如图2所示速度方向为由P2点处机器人实际位姿P_2d，利用上述机器人逆向运动学方程求取P2点处机器人各关节角P_2j＝[θ₁ θ₂ θ₃ θ₄ θ₅ θ₆]，由各关节角计算出当前机器人雅可比矩阵广义逆变换，根据上述雅可比矩阵逆变换求得各关节角速度ω_p2：

插补后上述ω_p2＝[2.5,0,0,1.25,0,0.8125],单位rad/s。

上述空间切换的起点P2，在上述切换的起点P2处机器人各关节起始角速度ω_orig为ω_p2，目标点为P3，即空间切换的终止点为P3，切换过程中目标速度ω_tar＝ω_jn*70％，速度规划如图4所示。默认终点速度ω_end＝ω_tar，加减速为acc和dcc，其中ω_jn、acc和dcc为用户设定的最大速度、加速值和减速值。各关节按指定速度至目标点所需要的时间t2：

其中，

ω_orig表示各关节起始角速度，目标速度ω_tar＝ω_jn*70％，终点速度ω_end＝ω_tar，加速设定值acc和减速设定值dcc；dtheta表示当前计算关节从起始点至目标点转动的角度。

作为示例，从关节空间向笛卡尔空间轨迹规划的切换与上述从笛卡尔空间向关节空间轨迹规划切换的方法类似。可以确定笛卡尔空间轨迹规划的起始点为Q，即，Q点为空间切换轨迹规划的终止点，根据笛卡尔空间轨迹规划对路径及速度的要求，求取Q点处机器人位姿Q_d＝ [^Tx ^Ty ^Tz ^Tθ_x ^Tθ_y ^Tθ_z]及其速度利用机器人运动学方程计算得到Q点处各关节角度Q_j＝[θ₁ θ₂ θ₃ θ₄ θ₅ θ₆]，利用上述雅可比矩阵的逆变换求得各关节角速度ω_qj：

将笛卡尔空间规划的起始点处关节角Q_j和关节角速度ω_qj作为关节空间轨迹规划的终点状态，其速度规划曲线如图5所示，设定终点速度ω_end＝ω_qj，目标速度ω_tar＝ω_jn，加减速为acc和dcc，其中ω_jn、acc 和dcc为用户设定值，分别计算从起始点至目标点各关节所需要时间的t3：

t3＝dt1+dt2+dt3

根据上述计算结果，取各关节所需最长时间为指定时间T，以目标速度ω_tar为变量重新规划各关节的运动轨迹，使各关节以时间T达到指定位置，完成关节空间轨迹规划，实现关节空间轨迹规划向笛卡尔空间的平滑过渡。

本申请上述实施例所提供的方法实现了关节空间与笛卡尔空间轨迹规划切换的平滑过渡，提高了机器人运行的效率。

作为另一方面，本申请还提供了存储装置，其中存储有多条程序，程序适于由处理器加载并执行以实现上述实施例中示教机器人多空间轨迹规划的平滑过渡方法。

另一方面，本申请还提供了一种处理器，适于执行各条程序；以及存储设备，适于存储多条程序；程序适于由处理器加载并执行以实现上述实施例中示教机器人多空间轨迹规划的平滑过渡方法。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种示教机器人多空间轨迹规划的平滑过渡方法，其特征在于，所述方法包括：

步骤1：获取机器人的示教程序，解析所述示教程序，判断轨迹规划在关节空间与笛卡尔空间的切换方向；

步骤2：如果切换方向为从笛卡尔空间向关节空间轨迹规划的切换，转步骤3，如果切换方向为从关节空间向笛卡尔空间轨迹规划的切换，转步骤5，如果不存在空间切换，转步骤7；

步骤3：获取笛卡尔空间轨迹规划的末端点，根据笛卡尔空间轨迹规划对路径及速度的要求，获得所述末端点处机器人的第一位姿和第一速度，根据所述第一位姿和第一速度，利用机器人的笛卡尔空间与关节空间的雅可比矩阵求得所述机器人各关节的第一角速度；

步骤4：以所述第一位姿所指示的各关节的角度为轨迹规划的起点角度，以第一角速度为轨迹规划的起点速度进行关节空间轨迹规划；

步骤5：获取笛卡尔空间轨迹规划的起始点，根据笛卡尔空间轨迹规划对路径及速度的要求，获得所述起始点处机器人第二位姿和第二速度，根据所述第二位姿和第二速度，利用所述机器人的笛卡尔空间和关节空间的雅可比矩阵求得各关节的第二角速度；

步骤6：以所述第二位姿所指示的各关节的角度为轨迹规划的终点角度，以所述第二角速度为轨迹规划的终点速度进行关节空间轨迹规划；

步骤7：判断所述示教程序是否结束，如果为最后一行则结束，否则转到步骤1。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1中所述解析所述示教程序，判断关节空间和笛卡尔空间轨迹规划的切换方向，包括：

解析所述示教程序，提取出所述示教程序的示教指令；

判断所述示教指令是否为指示轨迹规划切换的指令；

如果是，由所述示教指令所指示的动作确定所述轨迹规划的切换方向。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括在笛卡尔空间和关节空间轨迹规划切换之前，获得所述机器人各关节的变换矩阵的方法：

获取所述机器人的D-H参数a_i、α_i、d_i和θ_i；

利用如下公式计算所述机器人各关节的变换矩阵：

A_i＝Trans(a_i-1,0,0)Rot(X_i-1,α_i-1)Trans(0,0,d_i)Rot(Z_i,θ_i)

其中，i为机器人关节自由度序号，A_i为机器人在第i自由度上的变换矩阵，a_i、α_i、d_i和θ_i表示机器人的连杆长度、连杆扭转角、连杆偏移量和关节角，Trans(a_i-1,0,0)表示沿X轴移动a_i-1的距离，Rot(X_i-1,α_i-1)表示绕X轴旋转α_i-1的角度，Rot(Z_i,θ_i)表示绕Z轴旋转θ_i的角度。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤3包括：

步骤31：根据所述末端点的数据确定出所述末端点处机器人的第一位姿P_d＝[^Tx ^Ty ^Tz^Tθ_x ^Tθ_y ^Tθ_z]的参数；

步骤32：根据机器人预设的速率和用于示教的曲线所指示的方向，确定所述末端点处机器人的述第一速度的参数；

步骤33：利用所述器人的笛卡尔空间与关节空间的雅可比矩阵的逆变换求得各关节角速度：

其中，^Tx ^Ty ^Tz表示P点坐标位置，^Tθ_x ^Tθ_y ^Tθ_z为P点处机器人末端姿态的欧拉角，和分别表示P点处机器人末端的位置变换线速度和姿态变换角速度，ω_pj表示关节角速度，表示P点处机器人各关节角速度，J⁺表示雅可比矩阵的逆变换。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述用于示教的曲线为圆弧；所述步骤32包括：

确定所述末端点在所述圆弧上所处位置处的切线方向为所述末端点处机器人的速度方向；

根据所述机器人预设的速率和所确定出的速度方向确定出所述末端点处机器人的第一速度的参数。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

从所述示教程序中获取轨迹规划的终点数据；

从所述示教程序中获取所述机器人各关节的角速度、目标速度、终点速度、加速设定值和减速设定值；

根据所述终点数据和所述末端点数据，以及所述机器人各关节的角速度、目标速度、终点速度、加速设定值和减速设定值，计算所述机器人的各关节从所述末端点至所述终点所需要的时间；

取各关节中所需最长的时间为指定时间；

规划所述机器人各关节的速度，使各所述关节在所述指定时间到达所述终点。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述计算所述机器人的各关节从所述末端点至所述终点所需要的时间，包括利用如下公式计算各关节从所述末端点至所述终点所需要的时间：

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其中，t2为各关节从所述末端点到所述终点所需要的时间，ω_orig表示各关节起始角速度，目标速度ω_tar＝ω_jn*70％，预设的最大速度ω_jn，终点速度ω_end＝ω_tar，加速设定值acc和减速设定值dcc；dtheta表示当前计算关节从起始点至目标点转动的角度。

8.一种存储装置，其中存储有多条程序，其特征在于，所述程序适于由处理器加载并执行以实现权利要求1-7任一项所述的示教机器人多空间轨迹规划的平滑过渡方法。

9.一种处理装置，包括

处理器，适于执行各条程序；以及

存储设备，适于存储多条程序；

其特征在于，所述程序适于由处理器加载并执行以实现：

权利要求1-7任一项所述的示教机器人多空间轨迹规划的平滑过渡方法。