CN111684380B - 机器人的运动控制方法、控制系统和存储装置 - Google Patents

Abstract

一种机器人的运动控制方法、控制系统和存储装置，该方法包括：获取机器人末端执行器的第一规划运动和第二规划运动的规划轨迹和规划姿态，第一规划运动起始于拐出点结束于中间点，第二规划运动起始于中间点结束于拐入点(S101)；将拐出点确定为第一特征点，将第一规划运动上拐出点和中间点之间的一点确定为第二特征点，将第二规划运动上中间点和拐入点之间的一点确定为第三特征点，并将拐入点确定为第四特征点(S102)；以及根据机器人末端执行器在第一至第四特征点处的规划姿态确定机器人末端执行器的过渡运动的规划姿态，过渡运动起始于拐出点，结束于拐入点(S103)。

Description

机器人的运动控制方法、控制系统和存储装置

技术领域

本申请涉及机器人控制技术领域，特别是涉及一种机器人的运动控制方法、机器人运动控制系统和存储装置。

背景技术

机器人的轨迹运动通常指机器人的末端执行器的轨迹运动。末端执行器的轨迹运动描述可以分为路径和姿态两个部分：路径描述了末端执行器运动的位置，也就是机器人的工具中心点(Tool Center Point，TCP)的位置，以坐标表示，其中工具中心点即机器人工具坐标系的原点；姿态描述了末端执行器运动的方向，表示方式有多种，例如旋转矩阵、欧拉角和四元数等。如果要控制机器人的末端执行器按期望轨迹运动，可以使用连续路径运动(Continuous Path，CP)方式，其中每段CP运动均为直线运动。通常，可以为末端执行器的连续的两段CP运动定义一过渡运动，从而使它们平滑转接，也就是说，使机器人末端执行器从前段CP运动轨迹中的一点拐出，并按过渡运动规划继续运动，随后再拐入后段CP运动轨迹中的一点。

本申请的发明人在对现有技术的实践过程中发现，现有的过渡运动的规划方法通常只考虑了前段CP运动、过渡运动和后段CP运动的速度连续(或路径连续)，而没有考虑它们的姿态连续(即角速度连续)，因此，在形成的机器人末端执行器的过渡运动的规划中可能存在姿态不连续或角速度跳变的情况，影响机器人的运动控制性能。

发明内容

本申请提供一种机器人的运动控制方法、机器人运动控制系统和存储装置，用于改善机器人的运动控制性能。

为了解决上述技术问题，本申请采用的一种技术方案为提供一种机器人的运动控制方法，该方法包括：获取机器人末端执行器的第一规划运动和第二规划运动的规划轨迹和规划姿态，其中，所述第一规划运动起始于拐出点结束于中间点，所述第二规划运动起始于中间点结束于拐入点；将所述拐出点确定为第一特征点，将在所述第一规划运动中且在所述拐出点和所述中间点之间的一点确定为第二特征点，将在所述第二规划运动中且在所述中间点和所述拐入点之间的一点确定为第三特征点，并将所述拐入点确定为第四特征点；以及根据所述机器人末端执行器在所述第一特征点处的规划姿态、在所述第二特征点处的规划姿态、在所述第三特征点处的规划姿态和在所述第四特征点处的规划姿态确定所述机器人末端执行器的过渡运动的规划姿态，其中，所述过渡运动起始于所述拐出点，结束于所述拐入点。

为了解决上述技术问题，本申请采用的一种技术方案为提供一种机器人控制系统，包括处理器，处理器可加载程序指令并执行前述机器人的运动控制方法。

为了解决上述技术问题，本申请采用的一种技术方案为提供一种具有存储功能的装置，其中存储有程序指令，所述程序指令可被加载并执行前述机器人的运动控制方法。

本申请的有益效果是：通过使用机器人末端执行器的第一规划运动和第二规划运动上的拐出点、中间点和拐入点来确定第一至第四特征点，并根据机器人末端执行器在第一特征点、第二特征点、第三特征点及第四特征点处的规划姿态来确定机器人末端执行器的过渡运动的规划姿态，可以使得到的机器人末端执行器过渡运动的规划中的角速度连续，防止机器人末端执行器的过渡运动发生角速度跳变。因此，本申请有利于机器人的运动控制。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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的附图。其中：

图1是本申请机器人的运动控制方法一实施例的流程示意图。

图2示出了机器人末端执行器的第一规划运动、第二规划运动和过渡运动的示例性轨迹。

图3是本申请机器人的运动控制方法另一实施例的流程示意图。

图4是图3中步骤S202的具体方法一实施例的流程示意图。

图5是本申请机器人的运动控制方法又一实施例的流程示意图。

图6是本申请机器人运动控制系统一实施例的流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性的劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

请参阅图1，图1是本申请机器人的运动控制方法一实施例的流程示意图。如图所示，该方法包括：

S101：获取机器人末端执行器的第一规划运动和第二规划运动的规划轨迹和规划姿态，其中，第一规划运动起始于拐出点结束于中间点，第二规划运动起始于中间点结束于拐入点。

本申请中的机器人可以是工业机器人或生活服务类机器人，其中机器人的运动可以指机器人的整体运动或机器人的部分部件的运动。机器人的末端执行器可以为机械人用于实现其功能的末端部件，例如加持工具、打磨工具或其他加工工具等。对于包含多个关节的关节型机器人来说，末端执行器的运动是由与其连接的机器臂/关节的运动决定的。通过对末端执行器的运动进行规划，可以进一步对与其相连的机器臂/关节的运动进行计算，机器人的控制系统可根据计算的结果来控制机器人的各机器臂/关节的运动，从而使末端执行器按照规划来运动。应当理解，可以在末端执行器上(或者末端执行器外)定义与末端执行器一同运动的工具坐标系，而末端执行器的位移和姿态的变化可以使用工具坐标系的原点位置和坐标轴方向进行描述。本申请中，机器人末端执行器的第一规划运动和第二规划运动为直线运动，例如CP运动。第一规划运动和第二规划运动可以是机器人末端执行器连续两段CP运动或者其中的一部分。拐出点是用来平滑连接此两段CP运动的过渡运动的起点，可以理解为机器人末端执行器运动到拐出点时从原规划的CP运动的轨迹中拐出；类似地，拐入点是用来平滑连接此两段CP运动的过渡运动的结束点，可以理解为机器人末端执行器运动到拐入点时重新拐入原规划的CP运动的轨迹中。机器人末端执行器的连续两段CP运动的轨迹相交于中间点。在本实施例中，第一规划运动起始于拐出点结束于中间点，第二规划运动起始于中间点结束于拐入点。

为方便理解，请参阅图2，图2示出了机器人末端执行器的第一规划运动的规划轨迹AO、第二规划运动的规划轨迹OD和过渡运动的规划轨迹AD，其中A为拐出点，O为中间点，D为拐入点。如图所示，机器人末端执行器的前段CP运动在A点之前还可包括其他部分，机器人末端执行器的后段CP运动在D点之后还可包括其他部分，但不影响本申请的技术方案，因此不做限定。如果在相关的步骤中确定了机器人末端执行器将按照过渡运动的规划运动，那么机器人末端执行器将不按照原规划的第一规划运动和第二规划运动来运动，因此图中以虚线示出机器人末端执行器的第一规划运动的规划轨迹AO和第二规划运动的规划轨迹OD。

机器人末端执行器的第一规划运动和第二规划运动可以是预先规划好的，在步骤S101中，获取机器人末端执行器的第一规划运动和第二规划运动的规划轨迹和规划姿态。规划轨迹代表了机器人末端执行器的位移与时间的关系，规划姿态代表了机器人末端执行器的姿态与时间的关系。可以理解，根据运动的位移与时间的关系及姿态与时间的关系，可以分别推导出运动的速度/加速度及角速度/角加速度与时间的关系。

S102：将拐出点确定为第一特征点，将在第一规划运动中且在拐出点和中间点之间的一点确定为第二特征点，将在第二规划运动中且在中间点和拐入点之间的一点确定为第三特征点，并将拐入点确定为第四特征点。

在此步骤中，确定在后续步骤的计算过程中使用的特征点。参考图2，第一特征点即拐出点A。第二特征点为第一规划运动AO段上的拐出点A和中间点O之间的一点，记为B。第三特征点为第二规划运动OD段上的中间点O和拐入点D之间的一点，记为C，而第四特征点即为拐入点D。

S103：根据机器人末端执行器在第一特征点处的规划姿态、在第二特征点处的规划姿态、在第三特征点处的规划姿态和在第四特征点处的规划姿态确定机器人末端执行器的过渡运动的规划姿态，其中，过渡运动起始于拐出点，结束于拐入点。

在步骤S103中，使用机器人末端执行器的第一至第四特征点处的规划姿态来确定机器人末端执行器的过渡运动的规划姿态，使过渡运动的规划姿态在拐出点处与第一规划运动拐出点处的规划姿态相同，在拐入点处与第二规划运动拐入点处的规划姿态相同，而在中间过程中由机器人末端执行器在第一至第四特征点处的规划姿态共同决定且连续变化。其中，机器人末端执行器的运动姿态可以有多种表述方式，例如旋转矩阵、欧拉角和四元数等，本实施例中可以使用任意运动姿态的表述方式来表述机器人末端执行器各运动的规划姿态和在中间点处的规划姿态。

可选地，机器人末端执行器的第一规划运动可以是减速运动，并且拐出点是第一规划运动的减速起始点，而中间点是第一规划运动的减速完成点。机器人末端执行器的第二规划运动可以是加速运动，并且中间点是第二规划运动的加速起始点，拐入点是第二规划运动的加速完成点。仍以图2为例，根据原规划，机器人末端执行器在AO段可逐渐减速，至O点减速至零，而在OD段可逐渐加速，直到D点加速完成。换言之，在从机器人末端执行器原规划的两段连续运动中选取第一规划运动和第二规划运动时，可以选取前段CP运动中的减速段以及后段CP运动中的加速段以分别作为第一规划运动和第二规划运动，从而以过渡运动来替换此减速段和加速段来连接前段CP运动和后段CP运动的其他部分。这样就避免了驱动机构的反复启停，有利于机器人的使用寿命。

在这种情况下，第二特征点B可以是第一规划运动上的拐出点A和中间点O之间的时间均分点，并且第三特征点C可以是第二规划运动上的中间点O和拐入点D之间的时间均分点。也就是说，若第一规划运动AO段和第二规划运动OD段的规划总时长分别为T1和T2，那么第一规划运动中的AB段的规划时长应为T1/2，而第二规划运动中的CD段的规划时长应为T2/2。或者，第二特征点B也可以是第一规划运动上的拐出点A和中间点O之间的路径均分点，并且第三特征点C可以是第二规划运动上的中间点O和拐入点D之间的路径均分点。也就是说，若第一规划运动AO段和第二规划运动OD段的规划总路程分别为S1和S2，那么第一规划运动中的AB段的路径长度应为S1/2，而第二规划运动中的CD段的路径长度应为S2/2。由于第一规划运动是减速运动，而第二规划运动是加速运动，因此按照原有的第一规划运动和第二规划运动，完成AB段、BO+OC段和CD段所需的时间较为接近。这样一来，使用第一规划运动和第二规划运动的时间均分点或路径均分点B点和C点作为第二和第三特征点，可以使最终确定的过渡运动的规划姿态在整个运动时间内较为均匀，从而避免出现在一段时间内变化很快而在另一段时间内变化很慢的情况。

应当理解，在其他一些实施例中，第二特征点B点和第三特征点C点也可以选取第一规划运动和第二规划运动上的其他点，只要能满足规划运动的规划姿态的变化速度在机器人的电机的驱动能力范围内即可。

本实施例通过使用机器人末端执行器的第一规划运动和第二规划运动上的拐出点、中间点和拐入点来确定第一至第四特征点，并根据机器人末端执行器在第一特征点、第二特征点、第三特征点及第四特征点处的规划姿态来确定机器人末端执行器的过渡运动的规划姿态，可以使得到的机器人末端执行器过渡运动的规划中的角速度连续，防止机器人末端执行器的过渡运动发生角速度跳变。因此，本申请有利于机器人的运动控制。

请参阅图3，图3是本申请机器人的运动控制方法另一实施例的流程示意图。如图所示，该方法包括：

S201：获取机器人末端执行器的第一规划运动和第二规划运动的规划轨迹和规划姿态四元数。

在本实施例中，以姿态四元数来表述机器人末端执行器的运动姿态。四元数是由实数加上三个虚数单位i、j和k组成，并且它们具有如下关系：i²＝j²＝k²＝-1，i⁰＝j⁰＝k⁰＝1。每个四元数都是1、i、j和k的线性组合，即四元数一般可以表示为a+bk+cj+di，其中a、b、c、d是实数。

单位四元数可以表示转动。若一个坐标系或矢量相对转轴

转动θ角，其中，

即/>

与固定坐标系各轴间的方向余弦分别为cosα、cosβ和cosγ。那么该转动q可以表示为:

固定坐标系中的任意一点P(x,y,z)也可以用四元数表示，即P＝xi+yi+zk，那么经过上述q表示的旋转后，得到的P’点有如下关系：

p′＝q·p·q^-1

以此类推，可以用四元数来表示点、坐标系和矢量的旋转。因此，在机器人末端执行器的运动控制和运动计算的过程中，可以用四元数来表示机器人末端执行器(或机器人的其他部件、轴)的姿态。具体的推导过程、四元数的性质和四元数的计算方法可参加相关资料，在此不做赘述。

S202：根据机器人末端执行器在第一特征点处的规划姿态四元数、在第二特征点处的规划姿态四元数、在第三特征点处的规划姿态四元数和在第四特征点处的规划姿态四元数确定机器人末端执行器的过渡运动的规划姿态四元数。

在步骤S202中，使用机器人末端执行器在第一特征点至第四特征点处的规划姿态四元数来确定机器人末端执行器的过渡运动的规划姿态四元数，使过渡运动的规划姿态四元数在拐出点处与第一规划运动拐出点处的规划姿态四元数相同，在拐入点处于第二规划运动拐入点处的规划姿态四元数相同，而在中间过程中由第一特征点、第二特征点、第三特征点和第四特征点的规划姿态四元数共同决定并且连续变化。

例如，可通过图4中示出步骤计算机器人末端执行器的过渡运动的规划姿态四元数：

S2021：将机器人末端执行器在第一特征点处的规划姿态四元数和在第二特征点处的规划姿态四元数进行球面插补，得到第一插补函数。

S2022：将机器人末端执行器在第二特征点处的规划姿态四元数和在第三特征点处的规划姿态四元数进行球面插补，得到第二插补函数。

S2023：将机器人末端执行器在第三特征点处的规划姿态四元数和在第四特征点处的规划姿态四元数进行球面插补，得到第三插补函数。

S2024：将第一插补函数和第二插补函数进行球面插补，得到第四插补函数。

S2025：将第二插补函数和第三插补函数进行球面插补，得到第五插补函数。

S2026：将第四插补函数和第五插补函数进行球面插补，得到机器人末端执行器的过渡运动的规划姿态四元数。

四元数的球面插补公式如下：

其中，q₁(t)和q₂(t)分别表示两个待插补的四元数或四元数的函数，一个四元数也可以理解为一个向量，因此，

是它们之间的夹角(具体可根据向量夹角的计算方法确定，可参考四元素相关计算规则)。上式中t取值为0～1，在本实施例中表示实际运动的时长与总时长的比值。

在步骤S2021中运用上述公式，其中q₁(t)和q₂(t)为常数，且分别为机器人末端执行器在第一特征点和第二特征点处的规划姿态四元数，计算得到第一插补函数Q₁(t)。在步骤S2022中运用上述公式，其中q₁(t)和q₂(t)为常数，分别为机器人末端执行器在第二特征点和第三特征点处的规划姿态四元数，计算得到第二插补函数Q₂(t)。在步骤S2023中运用上述公式，其中q₁(t)和q₂(t)为常数，分别为机器人末端执行器在第三特征点和第四特征点处的规划姿态四元数，计算得到第三插补函数Q₃(t)。在步骤S2024中运用上述公式，其中q₁(t)和q₂(t)为函数，分别等于第一插补函数Q₁(t)和第二插补函数Q₂(t)，计算得到第四插补函数Q₄(t)。在步骤S2025中运用上述公式，其中q₁(t)和q₂(t)为函数，分别等于第二插补函数Q₂(t)和第三插补函数Q₃(t)，计算得到第五插补函数Q₅(t)。最后，在步骤S2026中运用上述公式，其中q₁(t)和q₂(t)为函数，分别等于第四插补函数Q₄(t)和第五插补函数Q₅(t)，计算得到机器人末端执行器的过渡运动的规划姿态四元数的函数Q₆(t)。其中，与该插补计算的定义对应，t的取值为0～1，若过渡运动的起始时刻为0，总时长为T，实际运动的各时刻为t_实际，那么机器人末端执行器的过渡运动的规划姿态四元数的函数就可以写作Q₆(t_实际/T)。本领域的技术人员可以理解，上述计算过程中的具体函数公式、参数可以通过数学方法得到多种不同的形式，但只要未脱离本申请的原理和精神，均应认为属于本申请的保护范围。

另外，若第一至第四特征点的规划姿态四元数分别为q(A)、q(B)、q(C)和q(D)，那么上述整个计算过程可以表示为Q₆(t)＝Slerp(Slerp(Slerp(q(A)，q(B)，t)，Slerp(q(B)，q(C)，t)，t)，Slerp(Slerp(q(B)，q(C)，t)，Slerp(q(C)，q(D)，t)，t))。

根据上述方法确定机器人末端执行器的过渡运动的规划旋转矩阵，可以使得到的机器人末端执行器过渡运动的规划中的规划姿态四元数变化连续(即角速度连续)，防止机器人末端执行器的过渡运动发生角速度跳变。因此，本实施例有利于机器人的运动控制。

S203：将第一特征点、第二特征点、第三特征点和第四特征点组成的多边形作为Bezier曲线的控制多边形，并根据控制多边形以及Bezier曲线的计算方法确定机器人末端执行器的过渡运动的规划轨迹。

在一些实施例中，除确定机器人末端执行器的过渡运动的规划姿态之外，还可根据机器人末端执行器在第一至第四特征点处的规划位置来确定机器人末端执行器的过渡运动的规划轨迹。

例如，结合图2进行说明，在步骤S203中，可将第一特征点A、第二特征点B、第三特征点C和第四特征点D的规划位置组成的多边形ABCD作为Bezier曲线的控制多边形。则机器人末端执行器的过渡运动的规划轨迹AD的函数可以通过下式计算得到：

P(t)＝A·(1-t)³+3B·t(1-t)²+3C·t²(1-t)+D·t³

其中，上式中t取值为0～1，在本实施例中表示实际运动的时长与总时长的比值，也可以参考步骤S202中关于参数t的说明将其转换为实际运动时刻t_实际。而A～D分别表示四个特征点的规划位置的坐标。

通过上式计算得到的机器人末端执行器的过渡运动的规划轨迹起始于第一特征点并结束于第四特征点，但不经过第二特征点和第三特征点，且该函数是连续且二阶可导的。

根据上述方法确定机器人末端执行器的过渡运动的规划轨迹，可以使得到的机器人末端执行器过渡运动的规划中的规划位置变化连续(即速度连续)，防止机器人末端执行器的过渡运动发生速度跳变。因此，本实施例有利于机器人的运动控制。

S204：按照机器人末端执行器的过渡运动的规划轨迹和规划姿态，对机器人末端执行器的实际运动各时刻的位置和姿态进行插补。

在前述步骤中确定了机器人末端执行器的过渡运动的规划轨迹和规划姿态后，就可以对机器人末端执行器的实际运动各时刻的位置和姿态进行插补。插补的过程是在规划的基础上，计算机器人末端执行器运动过程的若干中间点，从而控制机器人末端执行器“每一步”的运动。例如，在一些例子中，过渡运动的规划轨迹为光滑的曲线，但机器人末端执行器实际的运动为贴近该曲线的多个折线段的组合，其中每一段的运动就是通过插补计算得到的。对机器人末端执行器的姿态的插补也与之类似，即根据规划的机器人末端执行器的过渡运动的姿态函数来对机器人末端执行器实际运动中各时刻的姿态进行插补计算。插补的间隔可根据实际需要选取，在此不做限定。

S205：控制机器人的驱动机构按照插补的结果动作，从而使机器人末端执行器按过渡运动的规划轨迹和规划姿态进行运动。

至此，就完成了使用过渡运动来平滑过渡机器人末端执行器的两段连续直线运动的整个规划、插补和执行过程。

请参阅图5，图5是本申请机器人的运动控制方法又一实施例的流程示意图。如图所示，该方法包括：

S301：获取机器人末端执行器的第一规划运动和第二规划运动的规划轨迹和规划姿态，其中，第一规划运动起始于拐出点结束于中间点，第二规划运动起始于中间点结束于拐入点。

S302：确定机器人末端执行器的过渡运动的规划轨迹和规划姿态，过渡运动起始于拐出点结束于拐入点。其中，拐出点确定为第一特征点，将在第一规划运动中且在拐出点和中间点之间的一点确定为第二特征点，将在第二规划运动中且在中间点和拐入点之间的一点确定为第三特征点，并将拐入点确定为第四特征点，并根据机器人末端执行器在第一至第四特征点处的规划姿态确定机器人末端执行器的平滑过渡运动的规划姿态。

本实施例中确定过渡运动的规划姿态的具体方法可参见前述任意实施例的方法，在此不再赘述。而机器人末端执行器的过渡运动的规划轨迹可以采用本领域技术人员所悉知的任意轨迹规划方法。

请参阅图6，图6是本申请提供的机器人运动控制系统一实施例的结构示意图。该机器人运动控制系统400包括通信总线401、处理器402和存储器403。处理器402和存储器403通过通信总线401耦接。

其中，存储器403保存有程序数据，程序数据可被处理器402加载并执行上述任意实施例中的机器人的运动控制方法。可以理解地，在其它一些实施例中，存储器403可以不同处理器402设置于同一实体装置中，而是通过将机器人运动控制系统400结合网络来执行上述任一实施例的方法。

机器人运动控制系统400可以是机器人内置的控制系统，也可以是与机器人连接或通信的外部设备上的控制系统。

上述实施例所述功能如果以软件形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可存储在一个具有存储功能的装置中，即，本申请还提供一种存储有程序的存储装置。存储装置中程序数据能够被执行以实现上述实施例中的机器人的运动控制方法，该存储装置包括但不限于U盘、光盘、服务器或者硬盘等。

以上所述仅为本申请的实施方式，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (13)

1.一种机器人的运动控制方法，其特征在于，包括：

获取机器人末端执行器的第一规划运动和第二规划运动的规划轨迹和规划姿态，其中，所述第一规划运动起始于拐出点结束于中间点，所述第二规划运动起始于中间点结束于拐入点；

将所述拐出点确定为第一特征点，将在所述第一规划运动中且在所述拐出点和所述中间点之间的一点确定为第二特征点，将在所述第二规划运动中且在所述中间点和所述拐入点之间的一点确定为第三特征点，并将所述拐入点确定为第四特征点；以及

根据所述机器人末端执行器在所述第一特征点处的规划姿态、在所述第二特征点处的规划姿态、在所述第三特征点处的规划姿态和在所述第四特征点处的规划姿态确定所述机器人末端执行器的过渡运动的规划姿态，其中，所述过渡运动起始于所述拐出点，结束于所述拐入点；

其中，所述确定所述机器人末端执行器的过渡运动的规划姿态的步骤包括：

根据所述机器人末端执行器在所述第一特征点处的规划姿态四元数、在所述第二特征点处的规划姿态四元数、在所述第三特征点处的规划姿态四元数和在所述第四特征点处的规划姿态四元数确定所述机器人末端执行器的过渡运动的规划姿态四元数；

其中，所述确定所述机器人末端执行器的过渡运动的规划姿态四元数的步骤包括：

将所述机器人末端执行器在所述第一特征点处的规划姿态四元数和在所述第二特征点处的规划姿态四元数进行球面插补，得到第一插补函数；将所述机器人末端执行器在所述第二特征点处的规划姿态四元数和在所述第三特征点处的规划姿态四元数进行球面插补，得到第二插补函数；将所述机器人末端执行器在所述第三特征点处的规划姿态四元数和在所述第四特征点处的规划姿态四元数进行球面插补，得到第三插补函数；将所述第一插补函数和所述第二插补函数进行球面插补，得到第四插补函数；将所述第二插补函数和所述第三插补函数进行球面插补，得到第五插补函数；以及将所述第四插补函数和所述第五插补函数进行球面插补得到所述机器人末端执行器的所述过渡运动的规划姿态四元数。

2.如权利要求1所述的机器人的运动控制方法，其特征在于：

所述第一规划运动是减速运动，并且所述拐出点是所述第一规划运动的减速起始点，而所述中间点是所述第一规划运动的减速完成点；以及

所述第二规划运动是加速运动，并且所述中间点是所述第二规划运动的加速起始点，而所述拐入点是所述第二规划运动的加速完成点。

3.如权利要求2所述的机器人的运动控制方法，其特征在于，所述第二特征点是所述第一规划运动上的所述拐出点和所述中间点之间的时间均分点，并且所述第三特征点是所述第二规划运动上的所述中间和所述拐入点之间的时间均分点。

4.如权利要求2所述的机器人的运动控制方法，其特征在于，所述第二特征点是所述第一规划运动上的所述拐出点和所述中间点之间的路径均分点，并且所述第三特征点是所述第二规划运动上的所述中间和所述拐入点之间的路径均分点。

5.如权利要求1所述的机器人的运动控制方法，其特征在于，还包括：

将所述第一特征点、所述第二特征点、所述第三特征点和所述第四特征点组成的多边形作为Bezier曲线的控制多边形；以及

根据所述控制多边形以及Bezier曲线的计算方法确定所述机器人末端执行器的所述过渡运动的规划轨迹。

6.如权利要求4所述的机器人的运动控制方法，其特征在于，还包括：

按照所述机器人末端执行器的所述过渡运动的规划轨迹和规划姿态，对所述机器人末端执行器的实际运动各时刻的位置和姿态进行插补；

控制所述机器人的驱动电机按照插补的结果动作，从而使所述机器人末端执行器按所述过渡运动的规划轨迹和规划姿态进行运动。

7.一种机器人控制系统，其特征在于，包括处理器，所述处理器可加载程序指令并执行一种机器人的运动控制方法，所述方法包括：

获取机器人末端执行器的第一规划运动和第二规划运动的规划轨迹和规划姿态，其中，所述第一规划运动起始于拐出点结束于中间点，所述第二规划运动起始于中间点结束于拐入点；

将所述拐出点确定为第一特征点，将在所述第一规划运动中且在所述拐出点和所述中间点之间的一点确定为第二特征点，将在所述第二规划运动中且在所述中间点和所述拐入点之间的一点确定为第三特征点，并将所述拐入点确定为第四特征点；以及

根据所述机器人末端执行器在所述第一特征点处的规划姿态、在所述第二特征点处的规划姿态、在所述第三特征点处的规划姿态和在所述第四特征点处的规划姿态确定所述机器人末端执行器的过渡运动的规划姿态，其中，所述过渡运动起始于所述拐出点，结束于所述拐入点；

其中，所述确定所述机器人末端执行器的过渡运动的规划姿态的步骤包括：

根据所述机器人末端执行器在所述第一特征点处的规划姿态四元数、在所述第二特征点处的规划姿态四元数、在所述第三特征点处的规划姿态四元数和在所述第四特征点处的规划姿态四元数确定所述机器人末端执行器的过渡运动的规划姿态四元数；

其中，所述确定所述机器人的过渡运动的规划姿态四元数的步骤包括：

将所述机器人末端执行器在所述第一特征点处的规划姿态四元数和在所述第二特征点处的规划姿态四元数进行球面插补，得到第一插补函数；将所述机器人末端执行器在所述第二特征点处的规划姿态四元数和在所述第三特征点处的规划姿态四元数进行球面插补，得到第二插补函数；将所述机器人末端执行器在所述第三特征点处的规划姿态四元数和在所述第四特征点处的规划姿态四元数进行球面插补，得到第三插补函数；将所述第一插补函数和所述第二插补函数进行球面插补，得到第四插补函数；将所述第二插补函数和所述第三插补函数进行球面插补，得到第五插补函数；以及将所述第四插补函数和所述第五插补函数进行球面插补得到所述机器人末端执行器的所述过渡运动的规划姿态四元数。

8.如权利要求7所述的机器人控制系统，其特征在于：

所述第一规划运动是减速运动，并且所述拐出点是所述第一规划运动的减速起始点，而所述中间点是所述第一规划运动的减速完成点；以及

所述第二规划运动是加速运动，并且所述中间点是所述第二规划运动的加速起始点，而所述拐入点是所述第二规划运动的加速完成点。

9.如权利要求8所述的机器人控制系统，其特征在于，所述第二特征点是所述第一规划运动上的所述拐出点和所述中间点之间的时间均分点，并且所述第三特征点是所述第二规划运动上的所述中间和所述拐入点之间的时间均分点。

10.如权利要求8所述的机器人控制系统，其特征在于，所述第二特征点是所述第一规划运动上的所述拐出点和所述中间点之间的路径均分点，并且所述第三特征点是所述第二规划运动上的所述中间和所述拐入点之间的路径均分点。

11.如权利要求7所述的机器人控制系统，其特征在于，还包括：

将所述第一特征点、所述第二特征点、所述第三特征点和所述第四特征点组成的多边形作为Bezier曲线的控制多边形；以及

根据所述控制多边形以及Bezier曲线的计算方法确定所述机器人末端执行器的所述过渡运动的规划轨迹。

12.如权利要求11所述的机器人控制系统，其特征在于，所述机器人的运动控制方法还包括：

按照所述机器人末端执行器的所述过渡运动的规划轨迹和规划姿态，对所述机器人末端执行器的实际运动各时刻的位置和姿态进行插补；

控制所述机器人的驱动电机按照插补的结果动作，从而使所述机器人末端执行器按所述过渡运动的规划轨迹和规划姿态进行运动。

13.一种具有存储功能的装置，其特征在于，存储有程序指令，所述程序指令可被加载并执行一种机器人的运动控制方法，所述方法包括：

获取机器人末端执行器的第一规划运动和第二规划运动的规划轨迹和规划姿态，其中，所述第一规划运动起始于拐出点结束于中间点，所述第二规划运动起始于中间点结束于拐入点；

确定所述机器人末端执行器的过渡运动的规划轨迹和规划姿态，所述过渡运动起始于所述拐出点，结束于所述拐入点；

其中，所述确定所述机器人末端执行器的过渡运动的规划姿态的步骤包括：

将所述拐出点确定为第一特征点，将在所述第一规划运动中且在所述拐出点和所述中间点之间的一点确定为第二特征点，将在所述第二规划运动中且在所述中间点和所述拐入点之间的一点确定为第三特征点，并将所述拐入点确定为第四特征点；以及

根据所述机器人末端执行器在所述第一特征点处的规划姿态、在所述第二特征点处的规划姿态、在所述第三特征点处的规划姿态和在所述第四特征点处的规划姿态确定所述机器人末端执行器的过渡运动的规划姿态；

其中，所述确定所述机器人末端执行器的过渡运动的规划姿态的步骤包括：

根据所述机器人末端执行器在所述第一特征点处的规划姿态四元数、在所述第二特征点处的规划姿态四元数、在所述第三特征点处的规划姿态四元数和在所述第四特征点处的规划姿态四元数确定所述机器人末端执行器的过渡运动的规划姿态四元数；

其中，所述确定所述机器人末端执行器的过渡运动的规划姿态四元数的步骤包括：

将所述机器人末端执行器在所述第一特征点处的规划姿态四元数和在所述第二特征点处的规划姿态四元数进行球面插补，得到第一插补函数；将所述机器人末端执行器在所述第二特征点处的规划姿态四元数和在所述第三特征点处的规划姿态四元数进行球面插补，得到第二插补函数；将所述机器人末端执行器在所述第三特征点处的规划姿态四元数和在所述第四特征点处的规划姿态四元数进行球面插补，得到第三插补函数；将所述第一插补函数和所述第二插补函数进行球面插补，得到第四插补函数；将所述第二插补函数和所述第三插补函数进行球面插补，得到第五插补函数；以及将所述第四插补函数和所述第五插补函数进行球面插补得到所述机器人末端执行器的所述过渡运动的规划姿态四元数。

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