CN107728619A - 一种用于机器人示教路径的规划方法 - Google Patents
一种用于机器人示教路径的规划方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107728619A CN107728619A CN201710956664.9A CN201710956664A CN107728619A CN 107728619 A CN107728619 A CN 107728619A CN 201710956664 A CN201710956664 A CN 201710956664A CN 107728619 A CN107728619 A CN 107728619A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- point
- path
- angle
- points
- robot teaching
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D1/00—Control of position, course or altitude of land, water, air, or space vehicles, e.g. automatic pilot
- G05D1/02—Control of position or course in two dimensions
- G05D1/021—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
- G05D1/0212—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles with means for defining a desired trajectory
- G05D1/0221—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles with means for defining a desired trajectory involving a learning process
Abstract
本发明涉及一种用于机器人示教路径的规划方法,其特征在于:所述机器人示教路径的规划方法包括以下几个步骤:1)加载示教路径点的数据;2)根据比较前后点的距离差值和行走方向角差值来过滤点集中的错误点;3)在点集密集处优化并缩减路径点;4)根据每个点到前后固定距离的点之间连线段的夹角的余弦值来提取曲线部分的路径点;5)根据相邻点之间的夹角的余弦值来提取折线部分的路径点;6)提取整个路径点中的起始点和终点;7)保存所有被提取的点。与现有技术相比,此方法提取并简化机器人的行走路径,同时尽可能的保留示教路径的特征,使得路径点数据中存在冗余的无用项目被滤除,提高了设备的执行效率。
Description
技术领域
本发明涉及工业过程中的机器人研究领域,尤其涉及一种机器人示教轨迹规划技术。
背景技术
近几十年来,机器人示教一直是机器人研究领域中的热门研究课题之一。常规的示教方法主要有两种,一种是通过示教器示教;另一种是通过离线软件。两种方法最终都会生成机器人运行的轨迹文件,然后机器人按照轨迹文件规划的路径运行。前者用于普通精度要求的机器人路径轨迹生成,需要通过人工现场操作完成示教;后者在离线程序中模拟现实场景,并可通过程序自动生成复杂的规划路径。
对于常规的的示教方法来说,其中包含着大量需要执行的路径点数据,而其中的数据点中含有大量无用或者异常的数据点,使得机器人执行时效率大大降低。申请号为201410769110.4的发明基于时间-空间特征的机器人示教轨迹生成方法。该方法包括:1)通过操作机器人,等采样时间间隔记录机器人末端各个自由度的示教轨迹,并多次对同类轨迹进行示教;2)对多条同种类型轨迹提取其共同的时间-空间特征,生成轨迹模板;3)构建满足时间-空间特征的目标方程,并通过协变梯度下降法求解机器人运动轨迹;4)将求得的运动轨迹作为参考轨迹,输入到机器人的执行机构,机器人通过自己控制器进行轨迹跟踪,使得生成的轨迹和参考轨迹相一致。其所述的方法与装置中并未提及对预设路径点数据的优化过程,未能对计算效率做出进一步优化,使得路径点数据中存在冗余项目,使得机器人运作效率不高。
发明内容
本发明提供了一种对机器人示教路径的规划方法,保证了路径的空间特征和精度的同时缩减所需的数据点,提取并简化机器人的行走路径,同时尽可能的保留示教路径的特征(弧线行走,折线拐弯,直线运动等),使得路径点数据中存在冗余的无用项目被滤除,提高了设备的执行效率。
在示教路径点中包含的数据主要包括:x坐标,y坐标,行走方向角,具体的路径的规划方法为:
1.加载路径点
2.过滤点集中的错误点
a)计算点集中每个点与后一个点之间距离的差值;b)如果点之间距离的差值超过设定值则删除此点;c)计算点集中每一点与后一点的行走方向角的差值; d)行走方向角的差值大于设定值(根据实际需求设定)则删除后一点。
3.优化并缩减路径点
在路径点比较集中的点中,每隔一定距离(根据实际需求设定步长)选择其位置并保留。此过程的作用为简少计算量同时缩减最终生成的路径点数目,并可以过滤机器人原地转弯产生的冗余点,防止其对算法造成影响。
4.提取曲线部分的路径点
a)计算每个点到前后固定距离的点之间连线段的夹角的余弦值。b)当夹角的余弦值大于设定值的阈值时(曲线的曲度满足要求),标记该点为曲线路径点并提取。
5.提取折现部分的路径点
a)检索所有被标记为曲线部分的点。b)计算相邻点之间的夹角的余弦值。 c)如果夹角的余弦值大于阈值(根据实际需求设定需求值),删除曲线路径段,标记该店为折线点并提取。
6.提取整个路径点中的起始点和终点。
7.保存所有被提取的点。
该方法对预设的路径点进行了优化,在尽可能保留路径特征和保证机器人行走精度的情况下,缩减固定的路径数据;同时可以根据需求识别出示教路径曲线部分,直线部分和折线拐点,为进一步路径优化提供便利。
具体实施方式
1.在二维坐标系中加载路径点数据(x1,y1),(x2,y2),(x3,y3)……(xn,yn)。
2.过滤点集中的错误点
a)计算点集中每个点(xi,yi)与后一个点(xj,yj)之间距离的差值dj,并预设距离阈值dq,其中b)如果dj>dq则表明点之间距离的差值超过设定值,则删除点。c)读取点集中每一点(xi,yi)对应的行走方向角θi。d)比较前后夹角θi与θi-1,当所呈夹角的差值θi-θi-1大于设定值(根据实际需求设定)则删除后一点(xi+1,yi+1)。
3.规则并缩减路径点
设定缩减步长ds,在路径点比较集中的点中,每隔ds距离选择点(xi,yi)并提取。
4.提取曲线部分的路径点
a)设置提取时序参数j,计算每个点(xi,yi)与前后固定时序j外的点(xi-j,yi-j) 和(xi+j,yi+j)之间连接段的夹角的余弦值cosθi;b)设定夹角余弦值阈值为cos θc,夹角余弦值大于设定值的阈值时(曲线的曲度小),即cosθc<cosθi,标记该点并提取。
5.提取折现部分的路径点
a)检索所有被标记为曲线部分的点;b)计算相邻点(xi,yi)与(xi+1,yi+1)之间的夹角的余弦值cosθi;c)设定折现角阈值为cosθb,如果夹角的余弦值大于阈值,即cosθh<cosθi,标记该店为折线点并提取。
6.提取整个路径点中的起始点和终点(x1,y1)与(xn,yn)。
7.保存被提取的点。
Claims (6)
1.一种用于机器人示教路径的规划方法,其特征在于:所述机器人示教路径的规划方法包括以下几个步骤:
1)加载示教路径点的数据;
2)根据前后点的距离差值与行走方向角差值来过滤点集中的错误点;
3)在点集密集处优化并缩减路径点;
4)比较每个点到前后固定距离的点之间连线段的夹角的余弦值,以此来作为提取曲线部分的路径点的评定标准并提取路径点;
5)计算相邻点之间的夹角的余弦值,以此来作为提取折线部分的路径点的评定标准并提取路径点;
6)提取整个路径点中的起始点和终点;
7)保存所有被提取的点。
2.根据权利要求1所述的机器人示教路径的规划方法,其特征在于:所述比较前后点的距离差值和行走方向角差值来过滤点集中的错误点的过程为,计算点集中每个点与后一个点之间距离的差值,如果点之间距离的差值超过设定值则删除此点;计算点集中每一点与后一点的行走方向角的差值,行走方向角的差值大于设定值(根据实际需求设定)则删除后一点。
3.根据权利要求1所述的机器人示教路径的规划方法,其特征在于:所述在点集密集处优化并缩减路径点的过程为,在路径点比较集中的点中,每隔一定距离(根据实际需求设定步长)选择其位置并保留。
4.根据权利要求1所述的机器人示教路径的规划方法,其特征在于:所述提取曲线部分的路径点的过程为,1)计算每个点到前后固定距离的点之间连线段的夹角的余弦值;2)当夹角的余弦值大于设定值的阈值时(曲线的曲度满足要求),标记该点为曲线路径点并提取。
5.根据权利要求1所述的机器人示教路径的规划方法,其特征在于:1)提取折现部分的路径点的过程为,检索所有被标记为曲线部分的点;2)计算相邻点之间的夹角的余弦值;3)如果夹角的余弦值大于阈值(根据实际需求设定需求值),删除曲线路径段,标记该店为折线点并提取。
6.根据权利要求1-5中任意一项权利要求所述的机器人示教路径的规划方法,其特征在于:所述的路径点中包含的数据为x坐标,y坐标和行走方向角。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201710956664.9A CN107728619B (zh) | 2017-10-16 | 2017-10-16 | 一种用于机器人示教路径的规划方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201710956664.9A CN107728619B (zh) | 2017-10-16 | 2017-10-16 | 一种用于机器人示教路径的规划方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN107728619A true CN107728619A (zh) | 2018-02-23 |
CN107728619B CN107728619B (zh) | 2020-06-23 |
Family
ID=61211474
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201710956664.9A Active CN107728619B (zh) | 2017-10-16 | 2017-10-16 | 一种用于机器人示教路径的规划方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN107728619B (zh) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111736602A (zh) * | 2020-06-16 | 2020-10-02 | 国网上海市电力公司 | 一种改进的轮式机器人路径规划方法 |
EP3812109A3 (en) * | 2018-10-17 | 2021-07-07 | Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki | Robot system and robot control method |
CN114851170A (zh) * | 2022-05-19 | 2022-08-05 | 法奥意威(苏州)机器人系统有限公司 | 分段连接作业控制方法及装置、计算机设备和存储介质 |
CN116372927A (zh) * | 2023-04-06 | 2023-07-04 | 深圳市康士达科技有限公司 | 一种机器人示教的轨迹生成方法、装置、设备和介质 |
CN117553801A (zh) * | 2024-01-08 | 2024-02-13 | 深圳市普渡科技有限公司 | 拓扑路径图生成方法、装置、机器人及存储介质 |
Citations (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3169174B2 (ja) * | 1997-04-18 | 2001-05-21 | 日本電信電話株式会社 | 作業経路追従式ロボットマニピュレータの教示データ修正方法 |
US20070030271A1 (en) * | 2005-08-05 | 2007-02-08 | Denso Wave Incorporated | Robot controller and robot control method using spline interpolation |
JP3902310B2 (ja) * | 1998-01-12 | 2007-04-04 | 株式会社安川電機 | 産業用ロボットの姿勢生成方法 |
US20110093119A1 (en) * | 2009-10-16 | 2011-04-21 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Teaching and playback method based on control of redundancy resolution for robot and computer-readable medium controlling the same |
CN102207736A (zh) * | 2010-03-31 | 2011-10-05 | 中国科学院自动化研究所 | 基于贝塞尔曲线的机器人路径规划方法及装置 |
CN102430841A (zh) * | 2011-08-26 | 2012-05-02 | 昆山工研院工业机器人研究所有限公司 | 基于离线规划的弧焊机器人激光视觉焊缝跟踪控制方法 |
CN103645725A (zh) * | 2013-12-27 | 2014-03-19 | 广东省自动化研究所 | 一种机器人示教轨迹规划方法和系统 |
CN105354880A (zh) * | 2015-10-15 | 2016-02-24 | 东南大学 | 一种基于线激光扫描的喷砂机器人自动路径生成方法 |
CN105619409A (zh) * | 2016-02-24 | 2016-06-01 | 佛山市科莱机器人有限公司 | 手动示教机器人动作优化处理方法 |
CN105665970A (zh) * | 2016-03-01 | 2016-06-15 | 中国科学院自动化研究所 | 用于焊接机器人的路径点自动生成系统和方法 |
CN106423657A (zh) * | 2016-08-23 | 2017-02-22 | 武汉理工大学 | 一种基于索引曲线的热喷涂机器人路径规划方法及系统 |
CN106557844A (zh) * | 2016-11-23 | 2017-04-05 | 华东理工大学 | 一种焊接机器人路径规划方法 |
-
2017
- 2017-10-16 CN CN201710956664.9A patent/CN107728619B/zh active Active
Patent Citations (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3169174B2 (ja) * | 1997-04-18 | 2001-05-21 | 日本電信電話株式会社 | 作業経路追従式ロボットマニピュレータの教示データ修正方法 |
JP3902310B2 (ja) * | 1998-01-12 | 2007-04-04 | 株式会社安川電機 | 産業用ロボットの姿勢生成方法 |
US20070030271A1 (en) * | 2005-08-05 | 2007-02-08 | Denso Wave Incorporated | Robot controller and robot control method using spline interpolation |
US20110093119A1 (en) * | 2009-10-16 | 2011-04-21 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Teaching and playback method based on control of redundancy resolution for robot and computer-readable medium controlling the same |
CN102207736A (zh) * | 2010-03-31 | 2011-10-05 | 中国科学院自动化研究所 | 基于贝塞尔曲线的机器人路径规划方法及装置 |
CN102430841A (zh) * | 2011-08-26 | 2012-05-02 | 昆山工研院工业机器人研究所有限公司 | 基于离线规划的弧焊机器人激光视觉焊缝跟踪控制方法 |
CN103645725A (zh) * | 2013-12-27 | 2014-03-19 | 广东省自动化研究所 | 一种机器人示教轨迹规划方法和系统 |
CN105354880A (zh) * | 2015-10-15 | 2016-02-24 | 东南大学 | 一种基于线激光扫描的喷砂机器人自动路径生成方法 |
CN105619409A (zh) * | 2016-02-24 | 2016-06-01 | 佛山市科莱机器人有限公司 | 手动示教机器人动作优化处理方法 |
CN105665970A (zh) * | 2016-03-01 | 2016-06-15 | 中国科学院自动化研究所 | 用于焊接机器人的路径点自动生成系统和方法 |
CN106423657A (zh) * | 2016-08-23 | 2017-02-22 | 武汉理工大学 | 一种基于索引曲线的热喷涂机器人路径规划方法及系统 |
CN106557844A (zh) * | 2016-11-23 | 2017-04-05 | 华东理工大学 | 一种焊接机器人路径规划方法 |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
丁毅: "机械臂外力估计与控制方法研究及应用", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库_信息科技辑》 * |
庹宇鲲: "J型坡口焊接机器人示教方法优化的研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库_信息科技辑》 * |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3812109A3 (en) * | 2018-10-17 | 2021-07-07 | Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki | Robot system and robot control method |
US11230004B2 (en) | 2018-10-17 | 2022-01-25 | Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki | Robot system and robot control method |
EP3639984B1 (en) * | 2018-10-17 | 2023-09-20 | Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki | Robot system and robot control method |
CN111736602A (zh) * | 2020-06-16 | 2020-10-02 | 国网上海市电力公司 | 一种改进的轮式机器人路径规划方法 |
CN114851170A (zh) * | 2022-05-19 | 2022-08-05 | 法奥意威(苏州)机器人系统有限公司 | 分段连接作业控制方法及装置、计算机设备和存储介质 |
CN116372927A (zh) * | 2023-04-06 | 2023-07-04 | 深圳市康士达科技有限公司 | 一种机器人示教的轨迹生成方法、装置、设备和介质 |
CN116372927B (zh) * | 2023-04-06 | 2024-03-22 | 深圳市康士达科技有限公司 | 一种机器人示教的轨迹生成方法、装置、设备和介质 |
CN117553801A (zh) * | 2024-01-08 | 2024-02-13 | 深圳市普渡科技有限公司 | 拓扑路径图生成方法、装置、机器人及存储介质 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN107728619B (zh) | 2020-06-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN107728619A (zh) | 一种用于机器人示教路径的规划方法 | |
CN107901041B (zh) | 一种基于图像混合矩的机器人视觉伺服控制方法 | |
CN103914068A (zh) | 一种基于栅格地图的服务机器人自主导航方法 | |
CN104390612A (zh) | 用于Stewart平台构型的六自由度并联机器人基准位姿标定方法 | |
CN106767833B (zh) | 一种融合rgbd深度传感器与编码器的机器人定位方法 | |
CN111582123A (zh) | 一种基于信标识别与视觉slam的agv定位方法 | |
Hada et al. | Multiple mobile robot navigation using the indoor global positioning system (iGPS) | |
CN108044625B (zh) | 一种基于多Leapmotion虚拟手势融合的机器人机械臂操控方法 | |
CN107633105B (zh) | 一种基于改进混合蛙跳算法的四旋翼无人机参数辨识方法 | |
CN105096341A (zh) | 基于三焦张量和关键帧策略的移动机器人位姿估计方法 | |
CN109813305A (zh) | 基于激光slam的无人叉车 | |
JP6777670B2 (ja) | 画像処理を利用してロボットの教示を補正するロボットシステム | |
CN109623824A (zh) | 人工智能轨迹复现方法 | |
CN105033997A (zh) | 一种基于视觉的仿人机器人快速作业全身规划及控制方法 | |
CN106772466A (zh) | 一种基于形状特征搜索的近地卫星目标自动捕获算法 | |
CN113172632A (zh) | 一种基于图像的简化机器人视觉伺服控制方法 | |
CN111113415A (zh) | 一种基于二维码路标、摄像头和陀螺仪的机器人定位方法 | |
CN108481328A (zh) | 六关节工业机器人关节空间轨迹跟踪柔性迭代学习控制方法 | |
CN108709560A (zh) | 基于直线段特征的载运机器人高精度定位导航方法 | |
CN112947458A (zh) | 基于多模态信息的机器人准确抓取方法及计算机可读介质 | |
Liang et al. | Fast dataset collection approach for articulated equipment pose estimation | |
CN103791901A (zh) | 一种星敏感器数据处理系统 | |
CN105929834A (zh) | 基于辅助定位装置的视觉导引车定位方法及视觉导引车 | |
CN115661726A (zh) | 一种轨道列车工件装配的自主视频采集与分析方法 | |
CN116901090B (zh) | 多轴自由度机器人的控制方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |