CN112547425B - 一种基于轨迹前瞻的点胶机运动规划方法及系统 - Google Patents

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CN112547425B CN202011443967.9A CN202011443967A CN112547425B CN 112547425 B CN112547425 B CN 112547425B CN 202011443967 A CN202011443967 A CN 202011443967A CN 112547425 B CN112547425 B CN 112547425B
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    • B05C11/1021—Means for controlling supply, i.e. flow or pressure, of liquid or other fluent material to the applying apparatus, e.g. valves responsive to a conditions of ambient medium or target, e.g. humidity, temperature ; responsive to position or movement of the coating head relative to the target responsive to presence or shape of target

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Abstract

本申请涉及一种基于轨迹前瞻的点胶机运动规划方法及系统，属于自动控制技术的领域，运动规划方法包括平滑过渡段信息获取、过渡圆弧曲线获取、过渡圆弧曲线最大速度获取、运动速度规划和运动轨迹切换；运动规划系统包括平滑过渡段信息获取模块、过渡圆弧曲线获取模块、过渡圆弧曲线最大速度获取模块、运动速度规划模块和运动轨迹切换模块。与相关技术相比，本申请具有改善点胶质量较差的问题的效果。

Description

一种基于轨迹前瞻的点胶机运动规划方法及系统
技术领域
本申请涉及自动控制技术的领域，尤其是涉及一种基于轨迹前瞻的点胶机运动规划方法及系统。
背景技术
工业自动化是在工业生产中广泛采用自动控制、自动调整装置，用以代替人工操纵机器和机器体系进行加工生产的趋势。在工业生产自动化条件下，人只是间接地照管和监督机器进行生产。工业自动化，按其发展阶段可分为：半自动化，即部分采用自动控制和自动装置，而另一部分则由人工操作机器进行生产；全自动化，指生产过程中全部工序，包括上料、下料、装卸等，都不需要人直接进行生产操作，而由机器连续地、重复地自动生产出一个或一批产品。
点胶机，又称涂胶机、滴胶机、打胶机、灌胶机等，专门对流体进行控制。并将流体点滴、涂覆于产品表面或产品内部的半自动及其，可实现三维、四维路径点胶，精确定位，精确控胶，不拉丝，不漏胶，不滴胶。
针对上述中的相关技术，发明人认为在多段轨迹的点胶应用中，由于机器在多段轨迹切换的过程中均有加速和减速过程，导致点胶存在不均匀的情况，使得点胶质量较差。
发明内容
为了改善点胶质量较差的问题，本申请提供一种基于轨迹前瞻的点胶机运动规划方法、系统及可读存储介质。
第一方面，本申请提供的一种基于轨迹前瞻的点胶机运动规划方法，采用如下的技术方案：
一种基于轨迹前瞻的点胶机运动规划方法，所述运动规划方法包括：
平滑过渡段信息获取，获取点胶机当前位置点P0和速度V0、目标点轨迹、目标点轨迹之后的下一条轨迹以及目标点轨迹和下一条轨迹之间的平滑度SL，根据目标点轨迹的类型确定目标点，根据下一条轨迹的类型确定下一轨迹点；过渡圆弧曲线获取，根据当前位置点、目标点、下一轨迹点以及平滑度SL，得到过渡圆弧曲线及过渡圆弧曲线的信息，所述过渡圆弧曲线的信息包括过渡圆弧曲线的半径r和系统允许的最大加速度accmax；过渡曲线圆弧最大速度获取，根据过渡圆弧曲线的信息，得到过渡圆弧曲线允许的最大速度Vs；以及，运动速度规划，根据点胶机在当前位置点P0的速度V0和最大速度Vs，结合非对称S加减速曲线，规划当前位置点P0到过渡圆弧曲线的起点的轨迹的速度曲线，所述速度曲线的起点速度为V0，终点速度为Vs，点胶机在过渡圆弧曲线以速度Vs匀速运行。
通过采用上述技术方案，根据当前位置点、目标点、下一轨迹点以及平滑度SL，得到过渡圆弧曲线，并得到在过渡圆弧曲线上的最大速度Vs，然后结合预置的非对称S加减速曲线，得到速度曲线，使得点胶机在运动到过渡圆弧曲线的起点前，速度已经达到最大速度Vs，在进入过渡圆弧曲线后以最大速度Vs匀速运动，使得点胶机在多段轨迹之间切换时，能够平滑过渡，从而有助于在多段轨迹切换时依旧能够点胶均匀，进而有助于改善点胶质量较差的问题。
可选的，所述运动规划方法还包括：运动轨迹切换，根据点胶机在过渡圆弧曲线上的线速度
Figure GDA0003818302140000021
和过渡圆弧曲线的剩余长度，进行点胶机在过渡圆弧曲线和下一条轨迹之间的运动切换，其中，线速度
Figure GDA0003818302140000031
是最大速度Vs的向量。
通过采用上述技术方案，在过渡圆弧曲线和下一条轨迹之间进行运动切换，使点胶机平滑过渡结束时，能够顺利过渡到下一条轨迹上，有助于在一定程度上确保关节空间速度的连续性。
可选的，所述运动轨迹切换的具体方法包括：点胶机在过渡圆弧曲线上时，获取过渡圆弧曲线的剩余长度；结合线速度
Figure GDA0003818302140000032
判断线速度
Figure GDA0003818302140000033
是否大于过渡圆弧曲线的剩余长度，若是，则切换到下一条轨迹上。
通过采用上述技术方案，点胶机在过渡圆弧曲线上且即将到达下一条轨迹上时，开始进行过渡圆弧曲线和下一条轨迹之间的运动切换，从而使点胶机进入下一条轨迹时，已经按照下一条轨迹运行，从而使下一条过渡圆弧曲线和下一条轨迹之间的过渡平稳，且能够确保关节空间速度的连续性，从而进一步有助于在多段轨迹切换时依旧能够点胶均匀，进而有助于改善点胶质量较差的问题。
可选的，所述平滑过渡段信息获取的具体方法包括：获取点胶机当前位置点P0、目标点轨迹和目标点轨迹之后的下一条轨迹；判断目标点轨迹的类型，若目标点轨迹为圆弧，则目标点为P11和P12，若目标点轨迹为直线，则目标点为P1，其中，P11是目标点轨迹的中点，P12为目标点轨迹的终点，P1是目标点轨迹的终点；以及，判断下一条轨迹的类型，若下一条轨迹为圆弧，则下一轨迹点为P21和P22，若下一条轨迹为直线，则下一轨迹点P2。
通过采用上述技术方案，点胶机进行多段点胶轨迹之间的切换时，能够根据切换的点胶轨迹之间的类型确定目标点和下一轨迹点，以便于确定目标点和下一轨迹点。
可选的，所述过渡曲线圆弧最大速度获取的具体方法包括：根据过渡圆弧曲线的信息，得到过渡圆弧曲线的半径r和系统允许的最大加速度accmax；以及，根据过渡圆弧曲线的半径r和系统允许的最大加速度accmax，计算得到最大速度Vs，
Figure GDA0003818302140000041
通过采用上述技术方案，根据过渡圆弧曲线的半径r和系统允许的最大加速度accmax能够计算出最大速度Vs，以便于获得最大速度Vs。
可选的，所述过渡圆弧曲线获取的具体方法包括：根据当前位置点、目标点、下一轨迹点以及平滑度SL，得到过渡圆弧曲线的起点Ps和终点Pe；以及，根据目标点、起点Ps和终点Pe，结合常规三角形计算方法，得到过渡圆弧曲线以及过渡圆弧曲线半径r和系统允许的最大加速度accmax。
通过采用上述技术方案，得到的过渡圆弧曲线的起点和终点与需要切换的点胶轨迹之间的平滑度、当前位置点、目标点和下一轨迹点有关，并结合常规三角形计算方法，能够得到过渡圆弧曲线的半径r，从而便于得到过渡圆弧曲线。
第二方面，本申请提供一种基于轨迹前瞻的点胶机运动规划系统，采用如下的技术方案，
一种基于轨迹前瞻的点胶机运动规划系统，所述规划系统包括：
平滑过渡段信息获取模块，用于获取点胶机当前位置点P0和速度V0、目标点轨迹、目标点轨迹之后的下一条轨迹以及目标点轨迹和下一条轨迹之间的平滑度SL，根据目标点轨迹的类型确定目标点，根据下一条轨迹的类型确定下一轨迹点；
过渡圆弧曲线获取模块，用于根据当前位置点、目标点、下一轨迹点以及平滑度SL，得到过渡圆弧曲线及过渡圆弧曲线的信息，所述过渡圆弧曲线的信息包括过渡圆弧曲线的半径r和系统允许的最大加速度accmax；
过渡曲线圆弧最大速度获取模块，用于根据过渡圆弧曲线的信息，得到过渡圆弧曲线允许的最大速度Vs；以及，
运动速度规划模块，用于根据点胶机在当前位置点P0的速度V0和最大速度Vs，结合非对称S加减速曲线，规划当前位置点P0到过渡圆弧曲线的起点的轨迹的速度曲线，所述速度曲线的起点速度为V0，终点速度为Vs，点胶机在过渡圆弧曲线以速度Vs匀速运行。
通过采用上述技术方案，过渡圆弧曲线获取模块根据由平滑过渡段信息获取模块得到的当前位置点、目标点、下一轨迹点以及平滑度SL，得到过渡圆弧曲线，过渡曲线圆弧最大速度获取模块根据过渡圆弧曲线得到在过渡圆弧曲线上的最大速度Vs，运动速度规划模块结合预置的非对称S加减速曲线，得到速度曲线，使得点胶机在运动到过渡圆弧曲线的起点前，速度已经达到最大速度Vs，在进入过渡圆弧曲线后以最大速度Vs匀速运动，使得点胶机在多段轨迹之间切换时，能够平滑过渡，从而点胶机在多段点胶轨迹之间切换时依旧能够点胶均匀，进而能够改善点胶质量较差的问题。
可选的，所述运动规划系统还包括：
运动轨迹切换模块，用于根据点胶机在过渡圆弧曲线上的线速度
Figure GDA0003818302140000051
和过渡圆弧曲线的剩余长度，进行点胶机在过渡圆弧曲线和下一条轨迹之间的运动切换，其中，线速度
Figure GDA0003818302140000052
是最大速度Vs的向量。
通过采用上述技术方案，运动轨迹切换模块使点胶机在过渡圆弧曲线和下一条轨迹之间进行运动切换，使点胶机平滑过渡结束时，能够顺利过渡到下一条轨迹上，从而能够确保关节空间速度的连续性。
第三方面，本申请提供一种计算机可读存储介质，采用如下的技术方案：
一种计算设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求第一方面中的任一种方法。
第四方面，本申请提供一种计算机可读存储介质，采用如下的技术方案：
一种计算机可读存储介质，存储有能够被处理器加载并执行如第一方面中任一种方法的计算机程序。
附图说明
图1是本申请实施例一种基于轨迹前瞻的点胶机运动规划方法的第一流程图。
图2是本申请实施例一种基于轨迹前瞻的点胶机运动规划方法的第二流程图。
图3是本申请实施例一种基于轨迹前瞻的点胶机运动规划方法的第三流程图。
图4是本申请实施例的直线-直线平滑过渡类型的结构示意图。
图5是本申请实施例的直线-圆弧平滑过渡类型的结构示意图。
图6是本申请实施例的圆弧-直线平滑过渡类型的结构示意图。
图7是本申请实施例的圆弧-圆弧平滑过渡类型的结构示意图。
图8是本申请实施例的运动轨迹切换的结构示意图。
图9是本申请实施例一种基于轨迹前瞻的点胶机运动规划方法的第四流程图。
图10是本申请实施例一种基于轨迹前瞻的点胶机运动规划方法的第五流程图。
图11是本申请实施例一种基于轨迹前瞻的点胶机运动规划系统的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图1-11对本申请作进一步详细说明。
在进行点胶机的点胶轨迹规划时，一般会涉及到多段点胶轨迹之间的运动切换。点胶轨迹一般分为直线和圆弧，在本文中将点胶轨迹之间的切换称为平滑过渡，将点胶轨迹之间的切换类型称为平滑过渡类型。平滑过渡类型可分为直线-直线、直线-圆弧、圆弧-直线和圆弧-圆弧。点胶轨迹的类型一般分为直线和圆弧。点胶机，又称为点胶机器人，点胶机器人是一种示教再现机器人。示教再现机器人是一种可重复再现通过示教编程存储起来的作业程序的机器人，一般由机器人本体、执行机构、控制系统、示教盒等部分组成。
本申请实施例公开一种基于轨迹前瞻的点胶机运动规划方法。参照图1，运动规划方法包括，
平滑过渡段信息获取101，获取点胶机当前位置点P0和速度V0、目标点轨迹、目标点轨迹之后的下一条轨迹以及目标点轨迹和下一条轨迹之间的平滑度SL，根据目标点轨迹的类型确定目标点，根据下一条轨迹的类型确定下一轨迹点；
过渡圆弧曲线获取102，根据当前位置点、目标点、下一轨迹点以及平滑度SL，得到过渡圆弧曲线及过渡圆弧曲线的信息，所述过渡圆弧曲线的信息包括过渡圆弧曲线的半径r和系统允许的最大加速度accmax；
过渡圆弧曲线最大速度获取103，根据过渡圆弧曲线的信息，得到过渡圆弧曲线允许的最大速度Vs；以及，
运动速度规划104，根据点胶机在当前位置点P0的速度V0和最大速度Vs，结合非对称S加减速曲线，规划当前位置点P0到过渡圆弧曲线的起点的轨迹的速度曲线，所述速度曲线的起点速度为V0，终点速度为Vs，点胶机在过渡圆弧曲线以速度Vs匀速运行。
需要说明的是，目标点轨迹和下一条轨迹都属于点胶轨迹，目标点是目标点轨迹上选取的点位置，下一轨迹点是下一条轨迹上选取的点位置。作为平滑度SL的一种实施方式，平滑度SL是预先设置的值，若目标点轨迹和下一条轨迹都为圆弧，则平滑度SL是一个预先设置的圆心角，否则，平滑度SL是一个预先设置的长度值。且不同的目标点轨迹和下一条轨迹的运动轨迹切换，平滑度SL可以是同一个值，也可以是不同的值，根据实际需要而进行设置。平滑过渡段指目标点轨迹和下一条轨迹的连接段，一般地，点胶机的作业程序已经预先经过存储，每个平滑过渡段的平滑度SL同样预先进行存储。
系统允许的最大加速度accmax由点胶机自身的性能进行决定，可根据产家设置的参数获得，且系统允许的最大加速度accmax预先进行设置，在需要时直接调用即可。
非对称S加减速曲线，指的是变频器的S曲线。加减速模式选择又叫加减速曲线选择。一般变频器有线性、非线性和S三种曲线，通常大多选择线性曲线；非线性曲线适用于变转矩负载，如风机等；S曲线适用于恒转矩负载，其加减速变化较为缓慢。
上述基于轨迹前瞻的点胶机运动规划方法的实施方式中，根据当前位置点、目标点、下一轨迹点以及平滑度SL，得到过渡圆弧曲线，并得到在过渡圆弧曲线上的最大速度Vs，然后结合预置的非对称S加减速曲线，得到速度曲线，使得点胶机在运动到过渡圆弧曲线的起点前，速度已经达到最大速度Vs，在进入过渡圆弧曲线后以最大速度Vs匀速运动，使得点胶机在多段轨迹之间切换时，能够平滑过渡，从而有助于在多段轨迹切换时依旧能够点胶均匀，进而有助于改善点胶质量较差的问题。
参照图1，上述基于轨迹前瞻的点胶机运动规划方法还包括，
运动轨迹切换105，根据点胶机在过渡圆弧曲线上的线速度
Figure GDA0003818302140000091
和过渡圆弧曲线的剩余长度，进行点胶机在过渡圆弧曲线和下一条轨迹之间的运动切换，其中，线速度
Figure GDA0003818302140000092
是最大速度Vs的向量。
需要说明的是，点胶机在过渡圆弧曲线上的切换点切换到下一条轨迹上时，点胶机在切换点的速度为初始速度在下一条轨迹上运行。
上述运动轨迹切换105的实施方式中，在过渡圆弧曲线和下一条轨迹之间进行运动切换，使点胶机平滑过渡结束时，能够顺利过渡到下一条轨迹上，有助于在一定程度上确保关节空间速度的连续性。
参照图2和图3，作为平滑过渡段信息获取101的一种实施方式，包括如下步骤：
1011、获取点胶机当前位置点P0、目标点轨迹、目标点轨迹之后的下一条轨迹以及目标点轨迹和下一条轨迹之间的平滑度SL。
其中，在进行点胶机器人示教时，每段点胶轨迹的长度都已经进行设置，因此点胶机器人根据自己当前所在的位置点P0，能够获取目标点轨迹和下一条轨迹。
1012、判断目标点轨迹的类型，若目标点轨迹为圆弧，则目标点为P11和P12，若目标点轨迹为直线，则目标点为P1。
其中，P11是目标点轨迹即圆弧的中点，P12为目标点轨迹即圆弧的终点，P1是目标点轨迹即直线的终点。
1013、判断下一条轨迹的类型，若下一条轨迹为圆弧，则下一轨迹点为P21和P22，若下一条轨迹为直线，则下一轨迹点为P2。
其中，P21是下一条轨迹即圆弧的中点，P22是下一条轨迹即圆弧的终点，P2是下一条轨迹即直线的终点。
需要说明的是，可以执行步骤1011后先执行步骤1012再执行步骤1013，也可以执行步骤1011后先执行步骤1013再执行步骤1012，也可以执行步骤1011后同时进行步骤1012和步骤1013。
上述平滑过渡段信息获取101的实施方式中，点胶机进行多段点胶轨迹之间的切换时，能够根据切换的点胶轨迹之间的类型确定目标点和下一轨迹点，以便于确定目标点和下一轨迹点。
作为过渡圆弧曲线102的一种实施方式，本实施方式中以根据平滑过渡类型进行阐述。
参照图3和图4，若平滑过渡类型为直线-直线，则实施方式如下：由于是直线-直线的平滑过渡类型，因此当前点胶机当前位置点为P0，目标点轨迹是P0P1，下一条轨迹是P1P2，因此目标点是P1，下一轨迹点是P2，且此时的平滑度SL是一个长度值。
根据当前位置点P0，目标点P1，下一轨迹点P2，以及平滑度SL计算Ps和Pe的方法具体如下：
a、若
Figure GDA0003818302140000111
且
Figure GDA0003818302140000112
则，
Figure GDA0003818302140000113
Figure GDA0003818302140000114
其中，t1和t2均表示比例关系。
b、若
Figure GDA0003818302140000115
或
Figure GDA0003818302140000116
则
Figure GDA0003818302140000117
从而能够得到Ps和Pe。经P1向PsPe做垂线，垂线与PsPe的交点为A，A也为PsPe的中点，从而能够得到A点的坐标。根据A点、Ps和Pe点做等腰三角形，得到等腰三角形的另一个点C。根据等腰三角形的计算方法，得到AC的长度，进而能够得到C点的坐标，C点即为过渡圆弧曲线的圆心。根据圆心C、Ps和Pe点，能够得到过渡圆弧曲线的半径为CPs或CPe，从而能够得到过渡圆弧曲线。其中，B点是过渡圆弧曲线PsBPe与垂线的交点，P1B为平滑过渡的轮廓误差。
需要说明的是，平滑度SL越大，轮廓误差越大，反之，轮廓误差越小。
参照图3和图5，若平滑过渡类型为直线-圆弧，则实施方式如下：由于是直线-圆弧的平滑过渡类型，因此当前点胶机当前位置点为P0，目标点轨迹是P0P1，下一条轨迹是圆弧P1P21P22，因此目标点是P1，下一轨迹点是P21和P22，且此时的平滑度SL是一个长度值，且SL为提前过渡长度PsP1。
根据当前位置点P0，目标点P1，下一轨迹点P21和P22，以及平滑度SL计算Ps和Pe的方法具体如下：
Ps是P0P1上的一点，且SL＝PsP1，因此，能够得到Ps的坐标。
C点为圆弧P1P21P22的圆心，根据Ps、P1和C的坐标，能够得到∠PsP1C。且圆弧P1P21P22的半径已知，为r1。
假设过渡圆弧曲线的圆心为A点，连接A点和Ps点，并以为APs半径，A点为圆心画与圆弧P1P21P22相切的圆，且圆A为圆C相切的点为Pe，APe和PeC在同一条线上。
已知SL、r1和∠PsP1C可求出PsC的长度和∠APsC。根据余弦定理，可以得到r的长度，从而，
Figure GDA0003818302140000121
如果求出的∠ACP1大于圆弧P1P21P22的一半，那么规定∠ACP1等于圆弧P1P21P22的一半，重新对过渡圆弧曲线进行计算，根据余弦定理，可以容易的求出A、Ps和Pe的坐标值，已知圆心A、Ps和Pe可以确定过渡圆弧曲线。
参照图3和图6，若平滑过渡类型为圆弧-直线，则实施方式如下：由于是圆弧-直线的平滑过渡类型，因此当前点胶机当前位置点为P0，目标点轨迹是圆弧P0P11P12，下一条轨迹是P12P2，因此目标点是P11和P12，下一轨迹点是P2，且此时的平滑度SL是一个长度值。
圆弧P0P11P12的圆心为C点，平滑度SL是一个长度值，且为提前过渡长度P12Pe，Pe是P12P2的一个点，因此能够得到Pe的坐标。根据C、P12和P2的坐标能够得到∠CP12Pe。
假设过渡圆弧曲线的圆心为A点，连接A点和Pe点，并以APe为半径，A点为半径画圆，且圆A与圆C的相切点为Ps，PsC和PsA在同一条线上。
已知SL、圆弧P0P11P12的半径r1和∠CP12Pe，可以求出PeC的长度和∠APeC。根据余弦定理可以求出过渡圆弧曲线的半径r的长度，进而能够得到A点的长度和A点的坐标。
再根据C的坐标、A的坐标、r的长度、P12和P2的坐标，
Figure GDA0003818302140000131
如果基于公式(4)求出的∠ACP12大于圆弧P0P11P12角度的一半，那么规定∠ACP12等于圆弧P0P11P12圆心角的一半，并重新对过渡圆弧曲线进行计算，根据余弦定理，可以容易的求出A、Ps和Pe的坐标值。否则采用公式(4)求出的A、Ps和Pe的坐标值。已知圆心A、Ps和Pe可以确定过渡圆弧曲线。
参照图3和图7，若平滑过渡类型为圆弧-圆弧，则实施方式如下：由于是圆弧-圆弧的平滑过渡类型，因此当前点胶机当前位置点为P0，目标点轨迹是圆弧P0P11P12，下一条轨迹是圆弧P12P21P22，因此目标点是P11和P12，下一轨迹点是P21和P22，且此时的平滑度SL是一个圆心角，且为两个圆弧轨迹提前结束的圆心角。C1是圆弧P0P11P12的圆心，r1是圆弧P0P11P12的半径，C2是圆弧P12P21P22的圆心，r2是圆弧P12P21P22的半径，
SL＝∠PsC1P12＝∠PeC2P12 (5)。
连接Ps和Pe，并过P12做PsPe的垂线，基于垂线以及Ps和Pe两点做等腰三角形，能够得到垂线与等腰三角形两条边的公共焦点A，A为过渡圆弧曲线的圆心。已知C1、P12和C2坐标可以求出∠C1P12C2，进而求得∠C1AC2。
已知r1、r2，∠C1AC2，C1和C2，容易求得过渡圆弧曲线的半径r，进而可求得A点的坐标，已知圆心A、Ps和Pe可以确定过渡圆弧曲线。
若SL大于圆弧P0P11P12和圆弧P12P21P22中任一圆弧的圆心角，则取SL＝0.5*min{AC1，AC2}，并重新计算Ps和Pe。
参照图1和图9，作为过渡圆弧曲线最大速度获取103的一种实施方式，包括如下步骤：
1031、根据过渡圆弧曲线的信息，得到过渡圆弧曲线的半径r和系统允许的最大加速度accmax。
1032、根据过渡圆弧曲线的半径r和系统允许的最大加速度accmax，计算得到最大速度Vs。
其中，
Figure GDA0003818302140000151
上述过渡圆弧曲线最大速度获取103的实施方式中，根据过渡圆弧曲线的半径r和系统允许的最大加速度accmax能够计算出最大速度Vs，以便于获得最大速度Vs。
参照图1和图10，作为运动轨迹切换105的一种实施方式，包括如下步骤：
1051、点胶机在过渡圆弧曲线上时，获取过渡圆弧曲线的剩余长度。
需要说明的是，点胶机在过渡圆弧曲线上匀速运行，且过渡圆弧曲线的长度已知，因此点胶机可以根据自己的运行速度以及过渡圆弧曲线的长度对过渡圆弧曲线的剩余长度进行判断，且此项技术是示教再现机器人常见的技术手段，本实施方式中不作进一步的阐述。
1052、结合线速度
Figure GDA0003818302140000152
判断线速度
Figure GDA0003818302140000153
是否大于过渡圆弧曲线的剩余长度，若是，则切换到下一条轨迹上。
需要说明的是，线速度
Figure GDA0003818302140000154
对应的速度Vs是点胶机切换轨迹时的速度，也是点胶机在下一条轨迹上运行的初始速度。
上述运动轨迹切换105的实施方式中，点胶机在过渡圆弧曲线上且即将到达下一条轨迹上时，开始进行过渡圆弧曲线和下一条轨迹之间的运动切换，从而使点胶机进入下一条轨迹时，已经按照下一条轨迹运行，从而使下一条过渡圆弧曲线和下一条轨迹之间的过渡平稳，且能够确保关节空间速度的连续性，从而进一步有助于在多段轨迹切换时依旧能够点胶均匀，进而有助于改善点胶质量较差的问题。
参照图8，圆弧PsPe为过渡圆弧曲线，点胶机运动到V点时，线速度为
Figure GDA0003818302140000161
此时，圆弧VPe的长度小于速度Vs的绝对值。以V点为圆形，速度Vs的绝对值为半径画圆，圆V与PeP2相交于点D，其中P2是下一轨迹点。点胶机在V点开始切换到PeP2上运动，且速度Vs是轨迹PeP2的初始速度。
本申请还公开了一种基于轨迹前瞻的点胶机运动规划系统，参照图11，运动规划系统包括，
平滑过渡段信息获取模块，用于获取点胶机当前位置点P0和速度V0、目标点轨迹、目标点轨迹之后的下一条轨迹以及目标点轨迹和下一条轨迹之间的平滑度SL，根据目标点轨迹的类型确定目标点，根据下一条轨迹的类型确定下一轨迹点；
过渡圆弧曲线获取模块，用于根据当前位置点、目标点、下一轨迹点以及平滑度SL，得到过渡圆弧曲线及过渡圆弧曲线的信息，所述过渡圆弧曲线的信息包括过渡圆弧曲线的半径r和系统允许的最大加速度accmax；
过渡曲线圆弧最大速度获取模块，用于根据过渡圆弧曲线的信息，得到过渡圆弧曲线允许的最大速度Vs；以及，
运动速度规划模块，用于根据点胶机在当前位置点P0的速度V0和最大速度Vs，结合非对称S加减速曲线，规划当前位置点P0到过渡圆弧曲线的起点的轨迹的速度曲线，所述速度曲线的起点速度为V0，终点速度为Vs，点胶机在过渡圆弧曲线以速度Vs匀速运行。
需要说明的是，目标点轨迹和下一条轨迹都属于点胶轨迹，目标点是目标点轨迹上选取的点位置，下一轨迹点是下一条轨迹上选取的点位置。平滑度SL是预先设置的值，若目标点轨迹和下一条轨迹都为圆弧，则平滑度SL是一个预先设置的圆心角，否则，平滑度SL是一个预先设置的长度值。且不同的目标点轨迹和下一条轨迹的运动轨迹切换，平滑度SL可以是同一个值，也可以是不同的值，根据实际需要而进行设置。平滑过渡段指目标点轨迹和下一条轨迹的连接段，一般地，点胶机的作业程序已经预先经过存储，每个平滑过渡段的平滑度SL同样预先进行存储。
系统允许的最大加速度accmax由点胶机自身的性能进行决定，可根据产家设置的参数获得，且系统允许的最大加速度accmax预先进行设置，在需要是直接调用即可。
非对称S加减速曲线，指的是变频器的S曲线。加减速模式选择又叫加减速曲线选择。一般变频器有线性、非线性和S三种曲线，通常大多选择线性曲线；非线性曲线适用于变转矩负载，如风机等；S曲线适用于恒转矩负载，其加减速变化较为缓慢。
上述一种基于轨迹前瞻的点胶机运动规划系统的实施方式中，过渡圆弧曲线获取模块根据由平滑过渡段信息获取模块得到的当前位置点、目标点、下一轨迹点以及平滑度SL，得到过渡圆弧曲线，过渡曲线圆弧最大速度获取模块根据过渡圆弧曲线得到在过渡圆弧曲线上的最大速度Vs，运动速度规划模块结合预置的非对称S加减速曲线，得到速度曲线，使得点胶机在运动到过渡圆弧曲线的起点前，速度已经达到最大速度Vs，在进入过渡圆弧曲线后以最大速度Vs匀速运动，使得点胶机在多段轨迹之间切换时，能够平滑过渡，从而点胶机在多段点胶轨迹之间切换时依旧能够点胶均匀，进而能够改善点胶质量较差的问题。
参照图11，运动规划系统还包括，
运动轨迹切换模块，用于根据点胶机在过渡圆弧曲线上的线速度
Figure GDA0003818302140000181
和过渡圆弧曲线的剩余长度，进行点胶机在过渡圆弧曲线和下一条轨迹之间的运动切换，其中，线速度
Figure GDA0003818302140000182
是最大速度Vs的向量。
运动轨迹切换模块使点胶机在过渡圆弧曲线和下一条轨迹之间进行运动切换，使点胶机平滑过渡结束时，能够顺利过渡到下一条轨迹上，从而能够确保关节空间速度的连续性。
本申请实施例还公开一种计算设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器中并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现如权利要求第一方面中的任一种方法。
本申请实施例还公开一种计算机可读存储介质，存储有能够被处理器加载并执行如一种基于轨迹前瞻的点胶机运动规划方法中任一种方法的计算机程序。
计算机可读存储介质例如包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种基于轨迹前瞻的点胶机运动规划方法，其特征在于，所述运动规划方法包括：
平滑过渡段信息获取(101)，获取点胶机当前位置点P0和速度V0、目标点轨迹、目标点轨迹之后的下一条轨迹以及目标点轨迹和下一条轨迹之间的平滑度SL，根据目标点轨迹的类型确定目标点，根据下一条轨迹的类型确定下一轨迹点；
过渡圆弧曲线获取(102)，根据当前位置点、目标点、下一轨迹点以及平滑度SL，得到过渡圆弧曲线及过渡圆弧曲线的信息，所述过渡圆弧曲线的信息包括过渡圆弧曲线的半径r和系统允许的最大加速度accmax；
过渡圆弧曲线最大速度获取(103)，根据过渡圆弧曲线的信息，得到过渡圆弧曲线允许的最大速度Vs；以及，
运动速度规划(104)，根据点胶机在当前位置点P0的速度V0和最大速度Vs，结合非对称S加减速曲线，规划当前位置点P0到过渡圆弧曲线的起点的轨迹的速度曲线，所述速度曲线的起点速度为V0，终点速度为VS，点胶机在过渡圆弧曲线以速度Vs匀速运行；
运动轨迹切换(105)，根据点胶机在过渡圆弧曲线上的线速度
Figure FDA0003831540430000011
和过渡圆弧曲线的剩余长度，进行点胶机在过渡圆弧曲线和下一条轨迹之间的运动切换，其中，线速度
Figure FDA0003831540430000012
是最大速度Vs的向量；
其中，所述运动轨迹切换(105)的具体方法包括：
点胶机在过渡圆弧曲线上时，获取过渡圆弧曲线的剩余长度；
结合线速度
Figure FDA0003831540430000013
判断线速度
Figure FDA0003831540430000014
是否大于过渡圆弧曲线的剩余长度，若是，则切换到下一条轨迹上；
其中，所述平滑过渡段信息获取(101)的具体方法包括：
获取点胶机当前位置点P0、目标点轨迹和目标点轨迹之后的下一条轨迹；
判断目标点轨迹的类型，若目标点轨迹为圆弧，则目标点为P11和P12,若目标点轨迹为直线，则目标点为P1，其中，P11是目标点轨迹的中点，P12为目标点轨迹的终点，P1是目标点轨迹的终点；以及，
判断下一条轨迹的类型，若下一条轨迹为圆弧，则下一轨迹点为P21和P22，若下一条轨迹为直线，则下一轨迹点为P2，其中，P21是下一条轨迹的中点，P22是下一条轨迹的终点，P2是下一条轨迹的终点；
其中，所述过渡圆弧曲线最大速度获取(103)的具体方法包括：
根据过渡圆弧曲线的信息，得到过渡圆弧曲线的半径r和系统允许的最大加速度accmax；以及，
根据过渡圆弧曲线的半径r和系统允许的最大加速度accmax，计算得到最大速度Vs，
Figure FDA0003831540430000021
其中，所述过渡圆弧曲线获取(102)的具体方法包括：
根据当前位置点、目标点、下一轨迹点以及平滑度SL，得到过渡圆弧曲线的起点Ps和终点Pe；以及，
根据目标点、起点Ps和终点Pe，结合常规三角形计算方法，得到过渡圆弧曲线以及过渡圆弧曲线半径r和系统允许的最大加速度accmax；
若平滑过渡段类型为直线-直线，则平滑度SL为一个长度值，且SL＝PSP1＝P1Pe；
若平滑过渡段类型为直线-圆弧，则平滑度SL为一个长度值，且SL＝PsP1；
若平滑过渡段类型为圆弧-直线，则平滑度SL为一个长度值，且SL＝P12Pe；
若平滑过渡段类型为圆弧-圆弧，则平滑度SL为一个圆心角，且为圆弧轨迹P0P11P12和圆弧轨迹P12P21P22提前结束的圆心角，圆弧轨迹P0P11P12的圆心为C1，圆弧轨迹P12P21P22的圆心为C2，则SL＝∠PsC1P12＝∠PeC2P12。
2.一种基于轨迹前瞻的点胶机运动规划系统，其特征在于，用于实现如权利要求1所述的点胶机运动规划方法；所述规划系统包括：
平滑过渡段信息获取模块，用于获取点胶机当前位置点P0和速度V0、目标点轨迹、目标点轨迹之后的下一条轨迹以及目标点轨迹和下一条轨迹之间的平滑度SL，根据目标点轨迹的类型确定目标点，根据下一条轨迹的类型确定下一轨迹点；
过渡圆弧曲线获取模块，用于根据当前位置点、目标点、下一轨迹点以及平滑度SL，得到过渡圆弧曲线及过渡圆弧曲线的信息，所述过渡圆弧曲线的信息包括过渡圆弧曲线的半径r和系统允许的最大加速度accmax；
过渡圆弧曲线最大速度获取模块，用于根据过渡圆弧曲线的信息，得到过渡圆弧曲线允许的最大速度Vs；以及，
运动速度规划模块，用于根据点胶机在当前位置点P0的速度V0和最大速度Vs，结合非对称S加减速曲线，规划当前位置点P0到过渡圆弧曲线的起点的轨迹的速度曲线，所述速度曲线的起点速度为V0，终点速度为Vs，点胶机在过渡圆弧曲线以速度Vs匀速运行。
3.根据权利要求2所述的一种基于轨迹前瞻的点胶机运动规划系统，其特征在于：所述运动规划系统还包括，
运动轨迹切换模块，用于根据点胶机在过渡圆弧曲线上的线速度
Figure FDA0003831540430000041
和过渡圆弧曲线的剩余长度，进行点胶机在过渡圆弧曲线和下一条轨迹之间的运动切换，其中，线速度
Figure FDA0003831540430000042
是最大速度Vs的向量。
4.一种计算设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1所述的点胶机运动规划方法。
5.一种计算机可读存储介质，其特征在于，存储有能够被处理器加载并执行如权利要求1所述的点胶机运动规划方法的计算机程序。
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