CN112947309B - 基于等残高端面的机器人打磨路径规划方法及设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于等残高端面的机器人打磨路径规划方法及设备，包括：根据打磨盘半径和相邻两行打磨路径之间的行距构建残留高度，获取待加工区域的包围盒；以包围盒的初始打磨路径为基准进行离散，得到初始打磨路径的初始插补点坐标；根据初始插补点坐标，得到与初始打磨路径相邻的所有打磨路径上的插补点坐标，以包围盒作为边界，将边界外的插补点剔除，得到最终插补点集合，并对最终插补点集合中每相邻两插补点的步长进行修正，得到修正后插补点集合；获取修正后插补点集合中每个插补点的法向量，根据打磨头轴线在YZ平面上的投影线扫过的面积，对每个插补点的法向量进行优化，得到每个插补点位姿信息。本发明可以提升工件表面打磨质量。

Description

基于等残高端面的机器人打磨路径规划方法及设备

技术领域

本发明实施例涉及机器人打磨控制技术领域，尤其涉及一种基于等残高端面的机器人打磨路径规划方法及设备。

背景技术

六自由度工业机器人由于具有良好的自由度和柔性，使得它被广泛的应用于大型工件的打磨抛光等作业中。在机器人打磨过程中，需要根据加工对象，编制离线加工路径。在端面打磨过程中切削力矩从打磨盘的圆心到半径方向逐渐增大，使得打磨后面的表面呈现中间高两边低的情况。对于曲面类工件，继续按照等宽度法偏置生成打磨路径，会使得打磨之后的表面质量一致性较差，降低打磨质量。因此，开发一种基于等残高端面的机器人打磨路径规划方法及设备，可以有效克服上述相关技术中的缺陷，就成为业界亟待解决的技术问题。

发明内容

针对现有技术存在的上述问题，本发明实施例提供了一种基于等残高端面的机器人打磨路径规划方法及设备。

第一方面，本发明的实施例提供了一种基于等残高端面的机器人打磨路径规划方法，包括：根据打磨盘半径和相邻两行打磨路径之间的行距构建残留高度，获取待加工区域的包围盒；以包围盒的初始打磨路径为基准进行离散，得到初始打磨路径的初始插补点坐标；根据初始插补点坐标，得到与初始打磨路径相邻的所有打磨路径上的插补点坐标，以包围盒作为边界，将边界外的插补点剔除，得到最终插补点集合，并对最终插补点集合中每相邻两插补点的步长进行修正，得到修正后插补点集合；获取修正后插补点集合中每个插补点的法向量，根据打磨头轴线在YZ平面上的投影线扫过的面积，对所述每个插补点的法向量进行优化，得到每个插补点位姿信息。

在上述方法实施例内容的基础上，本发明实施例中提供的基于等残高端面的机器人打磨路径规划方法，所述根据打磨盘半径和相邻两行打磨路径之间的行距构建残留高度，包括：

其中，L为两行打磨路径之间的行距；R为打磨点处的曲率半径；h为残留高度。

在上述方法实施例内容的基础上，本发明实施例中提供的基于等残高端面的机器人打磨路径规划方法，所述以包围盒的初始打磨路径为基准进行离散，得到初始打磨路径的初始插补点坐标，包括：在初始打磨路径上以等弧长进行离散，分别计算第一插补点处的曲率，并设定阈值，当曲率小于所述阈值时，则将第一插补点处近似为直线段，并计算第二插补点处的曲率；若第二插补点处的曲率大于所述阈值，根据等高度差法，计算第二插补点坐标，并以第二插补点为基准继续以等高度差法计算第三插补点坐标。

在上述方法实施例内容的基础上，本发明实施例中提供的基于等残高端面的机器人打磨路径规划方法，所述根据初始插补点坐标，得到与初始打磨路径相邻的所有打磨路径上的插补点坐标，包括：以初始插补点为起点，计算起点所在路径方向的切线，并定义为第一方向，计算经过起点且垂直于第一方向的第二方向，以输入的残高计算得到的行距作为约束条件计算目标点，若目标点位于曲面上，则记录目标点坐标信息；若目标点不在曲面上，以第一方向为旋转轴，旋转以起点和目标点为端点的线段一圈，若线段与曲面相交，交点则为实际的坐标点，若旋转一周仍无交点，则判断当前打磨路径插补点是否遍历完成，如果没有，则继续计算下一个起点及相邻的下一个目标点,依次循环下去，如果当前插补点遍历完毕，则得到第二条路径上所有的插补点，接着判断插补点是否覆盖整个加工区域，如果没有则以当前新生成的插补点作为新起点，继续计算下一条路径插补点，直至插补点覆盖整个加工区域。

在上述方法实施例内容的基础上，本发明实施例中提供的基于等残高端面的机器人打磨路径规划方法，所述并对最终插补点集合中每相邻两插补点的步长进行修正，得到修正后插补点集合，包括：根据插补点对打磨路径进行拟合，并依次计算每相邻两插补点的插值步长，对不满足要求的插补点重新计算，并依次进行更新。

在上述方法实施例内容的基础上，本发明实施例中提供的基于等残高端面的机器人打磨路径规划方法，所述获取修正后插补点集合中每个插补点的法向量，根据打磨头轴线在YZ平面上的投影线扫过的面积，对所述每个插补点的法向量进行优化，得到每个插补点位姿信息，包括：依次计算修正后插补点集合中每个插补点处的法向矢量，构建打磨头轴线在YZ平面上的投影线扫过的面积函数，以所述面积函数取最小值作为约束条件来优化每个插补点处的法向矢量，将插补点和打磨头轴向信息进行组合得到每个插补点的位姿信息。

第二方面，本发明的实施例提供了一种基于等残高端面的机器人打磨路径规划装置，包括：

包围盒模块，用于根据打磨盘半径和相邻两行打磨路径之间的行距构建残留高度，获取待加工区域的包围盒；初始插补点模块，用于以包围盒的初始打磨路径为基准进行离散，得到初始打磨路径的初始插补点坐标；修正模块，用于根据初始插补点坐标，得到与初始打磨路径相邻的所有打磨路径上的插补点坐标，以包围盒作为边界，将边界外的插补点剔除，得到最终插补点集合，并对最终插补点集合中每相邻两插补点的步长进行修正，得到修正后插补点集合；位姿信息模块，用于获取修正后插补点集合中每个插补点的法向量，根据打磨头轴线在YZ平面上的投影线扫过的面积，对所述每个插补点的法向量进行优化，得到每个插补点位姿信息。

第三方面，本发明的实施例提供了一种电子设备，包括：

至少一个处理器；以及

与处理器通信连接的至少一个存储器，其中：

存储器存储有可被处理器执行的程序指令，处理器调用程序指令能够执行第一方面的各种实现方式中任一种实现方式所提供的基于等残高端面的机器人打磨路径规划方法。

第四方面，本发明的实施例提供了一种非暂态计算机可读存储介质，非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，计算机指令使计算机执行第一方面的各种实现方式中任一种实现方式所提供的基于等残高端面的机器人打磨路径规划方法。

本发明实施例提供的基于等残高端面的机器人打磨路径规划方法及设备，通过构建残留高度，获取待加工区域的包围盒，根据包围盒得到初始打磨路径的初始插补点坐标及所有打磨路径上的插补点坐标，对修正后插补点集合中每个插补点求取法向量，并对所述每个插补点的法向量进行优化，最终得到每个插补点位姿信息，可以提高对工件的打磨效率，减少打磨过程中打磨头的频繁摆动，提高机器人各关节的使用寿命，进一步提升工件表面打磨质量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做一简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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。

图1为本发明实施例提供的基于等残高端面的机器人打磨路径规划方法流程图；

图2为本发明实施例提供的基于等残高端面的机器人打磨路径规划装置结构示意图；

图3为本发明实施例提供的电子设备的实体结构示意图；

图4为本发明实施例提供的残留高度分析原理示意图；

图5为本发明实施例提供的打磨头轴线扫描面积示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。另外，本发明提供的各个实施例或单个实施例中的技术特征可以相互任意结合，以形成可行的技术方案，这种结合不受步骤先后次序和/或结构组成模式的约束，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时，应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明实施例提供了一种基于等残高端面的机器人打磨路径规划方法，参见图1，该方法包括：根据打磨盘半径和相邻两行打磨路径之间的行距构建残留高度，获取待加工区域的包围盒；以包围盒的初始打磨路径为基准进行离散，得到初始打磨路径的初始插补点坐标；根据初始插补点坐标，得到与初始打磨路径相邻的所有打磨路径上的插补点坐标，以包围盒作为边界，将边界外的插补点剔除，得到最终插补点集合，并对最终插补点集合中每相邻两插补点的步长进行修正，得到修正后插补点集合；获取修正后插补点集合中每个插补点的法向量，根据打磨头轴线在YZ平面上的投影线扫过的面积，对所述每个插补点的法向量进行优化，得到每个插补点位姿信息。其中，包围盒是由于在规划打磨路径的过程中，打磨区域的几何边界并不总是呈规则几何形状，特别是对于那些大型的复杂工件。为了缩短打磨路径，提高打磨效率，首先可根据主成分分析法求取待打磨区域的最大长度方向，然后根据主方向投影面积最小的原则确定另外两个方向的边界，最后建立起一个包含几何模型所有区域且体积最小的立体包围盒。

基于上述方法实施例的内容，作为一种可选的实施例，本发明实施例中提供的基于等残高端面的机器人打磨路径规划方法，所述根据打磨盘半径和相邻两行打磨路径之间的行距构建残留高度，包括：

其中，L为两行打磨路径之间的行距；R为打磨点处的曲率半径；h为残留高度。

具体可以参见图4，首先根据打磨头末端直径和相邻两行打磨路径之间的行距L建立残留高度计算关系表达式。在机器人打磨的过程中一般沿着法向矢量进行触碰，单次打磨过程中，材料去除量与打磨盘的半径成正比，打磨头圆心的去除率为零，打磨头的末端材料去除率最大。假设某种型号的打磨头半径为R1(图4中大圆内径),打磨点某处的曲率半径为R(图4中工件与大圆接触点处的曲率半径，以大圆外的虚线表示)。则可以计算出残留高度与相邻两行打磨路径之间的行距L，打磨点处的曲率半径R和打磨头参数之间的计算关系如(1)式所示。残留高度h为两行打磨路径之间的行距L中点与圆周圆心的距离与圆周半径的差值，如图4中所示。α为两打磨点与圆心连线夹角的一半。

基于上述方法实施例的内容，作为一种可选的实施例，本发明实施例中提供的基于等残高端面的机器人打磨路径规划方法，所述以包围盒的初始打磨路径为基准进行离散，得到初始打磨路径的初始插补点坐标，包括：在初始打磨路径上以等弧长进行离散，分别计算第一插补点处的曲率，并设定阈值，当曲率小于所述阈值时，则将第一插补点处近似为直线段，并计算第二插补点处的曲率；若第二插补点处的曲率大于所述阈值，根据等高度差法，计算第二插补点坐标，并以第二插补点为基准继续以等高度差法计算第三插补点坐标。具体地，获取最大边长(即初始打磨路径，有限条打磨路径中总有一条路径最长的打磨路径，即为最大边长)后，接下来以最大边为基准进行离散，获得每条打磨路径上的机器人移动的点位信息。在满足打磨最大容许误差的基础上，应尽可能的减少打磨点的数量。首先按照等弧长的方式进行离散，然后分别计算该离散点处的曲率，并设定阈值，当曲率小于该阈值时，可将该处近似为直线段，并计算下一点位处的曲率；如果曲率大于该阈值，可根据等高度差法，重新计算下一个插补点坐标信息，并以重新的计算的打磨点为基准继续以等高度差法计算下一个插补点坐标。至此，可获取最大边上的所有插补点坐标数据。

基于上述方法实施例的内容，作为一种可选的实施例，本发明实施例中提供的基于等残高端面的机器人打磨路径规划方法，所述根据初始插补点坐标，得到与初始打磨路径相邻的所有打磨路径上的插补点坐标，包括：以初始插补点为起点，计算起点所在路径方向的切线，并定义为第一方向，计算经过起点且垂直于第一方向的第二方向，以输入的残高计算得到的行距作为约束条件计算目标点，若目标点位于曲面上，则记录目标点坐标信息；若目标点不在曲面上，以第一方向为旋转轴，旋转以起点和目标点为端点的线段一圈，若线段与曲面相交，交点则为实际的坐标点，若旋转一周仍无交点，则判断当前打磨路径插补点是否遍历完成，如果没有，则继续计算下一个起点及相邻的下一个目标点,依次循环下去，如果当前插补点遍历完毕，则得到第二条路径上所有的插补点，接着判断插补点是否覆盖整个加工区域，如果没有则以当前新生成的插补点作为新起点，继续计算下一条路径插补点，直至插补点覆盖整个加工区域。

具体地，以初始插补点作为起点Pi，计算该点所在的路径方向的切线，并定义为U向，然后计算经过该点且垂直于U向的方向，并定义为V向。以输入的残高计算得到的行距作为约束条件计算目标点Qi，若Qi正好位于曲面上，则记录该点坐标信息；若Qi不在曲面上，以U向为旋转轴，旋转以Pi和Qi为端点的线段一圈，若线段与曲面相交，交点Qi’则为实际的坐标点，若旋转一周仍没有交点，则判读当前打磨路径插补点是否遍历完成，如果没有，则继续计算下一个插补点Pi+1相邻的插补点Qi+1,依次循环下去，如果当前插补点遍历完毕，就可以得到第二条路径上所有的插补点，接着判断插补点是否覆盖整个加工区域，如果没有则以当前新生成的插补点作为初始点，继续计算下一条路径插补点。如此不断循环，直到有的插补点覆盖整个加工区域。

基于上述方法实施例的内容，作为一种可选的实施例，本发明实施例中提供的基于等残高端面的机器人打磨路径规划方法，所述并对最终插补点集合中每相邻两插补点的步长进行修正，得到修正后插补点集合，包括：根据插补点对打磨路径进行拟合，并依次计算每相邻两插补点的插值步长，对不满足要求的插补点重新计算，并依次进行更新。具体地，由于曲率化的影响，使得单条打磨路径上插补步长可能会大于最大容许误差。为解决该问题，首先根据插补点对该条打磨路径进行拟合，并依次计算相邻两点的插值步长，对不满足要求的插补点重新计算，并依次进行更新。

基于上述方法实施例的内容，作为一种可选的实施例，本发明实施例中提供的基于等残高端面的机器人打磨路径规划方法，所述获取修正后插补点集合中每个插补点的法向量，根据打磨头轴线在YZ平面上的投影线扫过的面积，对所述每个插补点的法向量进行优化，得到每个插补点位姿信息，包括：依次计算修正后插补点集合中每个插补点处的法向矢量，构建打磨头轴线在YZ平面(立体空间XYZ的YZ平面)上的投影线扫过的面积函数，以所述面积函数取最小值作为约束条件来优化每个插补点处的法向矢量，将插补点和打磨头轴向信息进行组合得到每个插补点的位姿信息。具体可以参见图5，打磨头轴线在YZ平面上的投影线扫过的面积函数可以为：

其中，H为打磨头的高度；θ为打磨头轴线与Z轴方向的夹角；i为打磨头在第i个插补点处位置；S_min(H,θ)为打磨头轴线在YZ平面上的投影线扫过的面积；n为插补点的数量。

本发明实施例提供的基于等残高端面的机器人打磨路径规划方法，通过构建残留高度，获取待加工区域的包围盒，根据包围盒得到初始打磨路径的初始插补点坐标及所有打磨路径上的插补点坐标，对修正后插补点集合中每个插补点求取法向量，并对所述每个插补点的法向量进行优化，最终得到每个插补点位姿信息，可以提高对工件的打磨效率，减少打磨过程中打磨头的频繁摆动，提高机器人各关节的使用寿命，进一步提升工件表面打磨质量。

本发明实施例提供的基于等残高端面的机器人打磨路径规划方法，考虑到打磨盘不同半径处的切削能力不同的情况，结合打磨区域的曲率变化特征，建立了残高、行距和曲率的函数关系表达式，为后续的等残高打磨路径的规划提供约束条件，提高构件表面打磨质量；通过求解待加工区域的最小包围盒，极大的减少了打磨过程中的空走行程，从而提高打磨效率；充分考虑了单条路径的几何特征，实现了单条打磨路径插值点的自适应采样，减少打磨过程中打磨点的数量，提高打磨效率；通过以输入的残高计算得到的行距作为约束长度，以文中所提V向为搜索方向来计算相邻路径上的插补点，减少了相邻插补点遍历的时间，提高了相邻点计算效率，提高了打磨区域编程的速度，有利于提高自动化水平；通过建立打磨头轴线扫过的面积函数表达式，并以最小面积作为约束条件，来优化打磨头摆角，减少打磨过程中打磨头频繁摆动的情况，从而提高机器人各关节的使用寿命，在一定程度上提高打磨之后的表面质量。

本发明各个实施例的实现基础是通过具有处理器功能的设备进行程序化的处理实现的。因此在工程实际中，可以将本发明各个实施例的技术方案及其功能封装成各种模块。基于这种现实情况，在上述各实施例的基础上，本发明的实施例提供了一种基于等残高端面的机器人打磨路径规划装置，该装置用于执行上述方法实施例中的基于等残高端面的机器人打磨路径规划方法。参见图2，该装置包括：包围盒模块，用于根据打磨盘半径和相邻两行打磨路径之间的行距构建残留高度，获取待加工区域的包围盒；初始插补点模块，用于以包围盒的初始打磨路径为基准进行离散，得到初始打磨路径的初始插补点坐标；修正模块，用于根据初始插补点坐标，得到与初始打磨路径相邻的所有打磨路径上的插补点坐标，以包围盒作为边界，将边界外的插补点剔除，得到最终插补点集合，并对最终插补点集合中每相邻两插补点的步长进行修正，得到修正后插补点集合；位姿信息模块，用于获取修正后插补点集合中每个插补点的法向量，根据打磨头轴线在YZ平面上的投影线扫过的面积，对所述每个插补点的法向量进行优化，得到每个插补点位姿信息。

本发明实施例提供的基于等残高端面的机器人打磨路径规划装置，采用图2中的各种模块，通过构建残留高度，获取待加工区域的包围盒，根据包围盒得到初始打磨路径的初始插补点坐标及所有打磨路径上的插补点坐标，对修正后插补点集合中每个插补点求取法向量，并对所述每个插补点的法向量进行优化，最终得到每个插补点位姿信息，可以提高对工件的打磨效率，减少打磨过程中打磨头的频繁摆动，提高机器人各关节的使用寿命，进一步提升工件表面打磨质量。

需要说明的是，本发明提供的装置实施例中的装置，除了可以用于实现上述方法实施例中的方法外，还可以用于实现本发明提供的其他方法实施例中的方法，区别仅仅在于设置相应的功能模块，其原理与本发明提供的上述装置实施例的原理基本相同，只要本领域技术人员在上述装置实施例的基础上，参考其他方法实施例中的具体技术方案，通过组合技术特征获得相应的技术手段，以及由这些技术手段构成的技术方案，在保证技术方案具备实用性的前提下，就可以对上述装置实施例中的装置进行改进，从而得到相应的装置类实施例，用于实现其他方法类实施例中的方法。例如：

基于上述装置实施例的内容，作为一种可选的实施例，本发明实施例中提供的基于等残高端面的机器人打磨路径规划装置，还包括：第二模块，用于实现所述根据打磨盘半径和相邻两行打磨路径之间的行距构建残留高度，包括：

其中，L为两行打磨路径之间的行距；R为打磨点处的曲率半径；h为残留高度。

基于上述装置实施例的内容，作为一种可选的实施例，本发明实施例中提供的基于等残高端面的机器人打磨路径规划装置，还包括：第四模块，用于实现所述以包围盒的初始打磨路径为基准进行离散，得到初始打磨路径的初始插补点坐标，包括：在初始打磨路径上以等弧长进行离散，分别计算第一插补点处的曲率，并设定阈值，当曲率小于所述阈值时，则将第一插补点处近似为直线段，并计算第二插补点处的曲率；若第二插补点处的曲率大于所述阈值，根据等高度差法，计算第二插补点坐标，并以第二插补点为基准继续以等高度差法计算第三插补点坐标。

基于上述装置实施例的内容，作为一种可选的实施例，本发明实施例中提供的基于等残高端面的机器人打磨路径规划装置，还包括：第五模块，用于实现所述根据初始插补点坐标，得到与初始打磨路径相邻的所有打磨路径上的插补点坐标，包括：以初始插补点为起点，计算起点所在路径方向的切线，并定义为第一方向，计算经过起点且垂直于第一方向的第二方向，以输入的残高计算得到的行距作为约束条件计算目标点，若目标点位于曲面上，则记录目标点坐标信息；若目标点不在曲面上，以第一方向为旋转轴，旋转以起点和目标点为端点的线段一圈，若线段与曲面相交，交点则为实际的坐标点，若旋转一周仍无交点，则判断当前打磨路径插补点是否遍历完成，如果没有，则继续计算下一个起点及相邻的下一个目标点,依次循环下去，如果当前插补点遍历完毕，则得到第二条路径上所有的插补点，接着判断插补点是否覆盖整个加工区域，如果没有则以当前新生成的插补点作为新起点，继续计算下一条路径插补点，直至插补点覆盖整个加工区域。

基于上述装置实施例的内容，作为一种可选的实施例，本发明实施例中提供的基于等残高端面的机器人打磨路径规划装置，还包括：第六模块，用于实现所述并对最终插补点集合中每相邻两插补点的步长进行修正，得到修正后插补点集合，包括：根据插补点对打磨路径进行拟合，并依次计算每相邻两插补点的插值步长，对不满足要求的插补点重新计算，并依次进行更新。

基于上述装置实施例的内容，作为一种可选的实施例，本发明实施例中提供的基于等残高端面的机器人打磨路径规划装置，还包括：第七模块，用于实现所述获取修正后插补点集合中每个插补点的法向量，根据打磨头轴线在YZ平面上的投影线扫过的面积，对所述每个插补点的法向量进行优化，得到每个插补点位姿信息，包括：依次计算修正后插补点集合中每个插补点处的法向矢量，构建打磨头轴线在YZ平面上的投影线扫过的面积函数，以所述面积函数取最小值作为约束条件来优化每个插补点处的法向矢量，将插补点和打磨头轴向信息进行组合得到每个插补点的位姿信息。

本发明实施例的方法是依托电子设备实现的，因此对相关的电子设备有必要做一下介绍。基于此目的，本发明的实施例提供了一种电子设备，如图3所示，该电子设备包括：至少一个处理器(processor)301、通信接口(Communications Interface)304、至少一个存储器(memory)302和通信总线303，其中，至少一个处理器301，通信接口304，至少一个存储器302通过通信总线303完成相互间的通信。至少一个处理器301可以调用至少一个存储器302中的逻辑指令，以执行前述各个方法实施例提供的方法的全部或部分步骤。

此外，上述的至少一个存储器302中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个方法实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。基于这种认识，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

在本专利中，术语"包括"、"包含"或者其任何其它变体意在涵盖非排它性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其它要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句"包括……"限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种基于等残高端面的机器人打磨路径规划方法，其特征在于，包括：根据打磨盘半径和相邻两行打磨路径之间的行距构建残留高度，获取待加工区域的包围盒；以包围盒的初始打磨路径为基准进行离散，得到初始打磨路径的初始插补点坐标；根据初始插补点坐标，得到与初始打磨路径相邻的所有打磨路径上的插补点坐标，以包围盒作为边界，将边界外的插补点剔除，得到最终插补点集合，并对最终插补点集合中每相邻两插补点的步长进行修正，得到修正后插补点集合；获取修正后插补点集合中每个插补点的法向量，根据打磨头轴线在YZ平面上的投影线扫过的面积，对所述每个插补点的法向量进行优化，得到每个插补点位姿信息；所述以包围盒的初始打磨路径为基准进行离散，得到初始打磨路径的初始插补点坐标，包括：在初始打磨路径上以等弧长进行离散，分别计算第一插补点处的曲率，并设定阈值，当曲率小于所述阈值时，则将第一插补点处近似为直线段，并计算第二插补点处的曲率；若第二插补点处的曲率大于所述阈值，根据等高度差法，计算第二插补点坐标，并以第二插补点为基准继续以等高度差法计算第三插补点坐标。

2.根据权利要求1所述的基于等残高端面的机器人打磨路径规划方法，其特征在于，所述根据打磨盘半径和相邻两行打磨路径之间的行距构建残留高度，包括：

其中，L为两行打磨路径之间的行距；R为打磨点处的曲率半径；h为残留高度。

3.根据权利要求2所述的基于等残高端面的机器人打磨路径规划方法，其特征在于，所述根据初始插补点坐标，得到与初始打磨路径相邻的所有打磨路径上的插补点坐标，包括：以初始插补点为起点，计算起点所在路径方向的切线，并定义为第一方向，计算经过起点且垂直于第一方向的第二方向，以输入的残高计算得到的行距作为约束条件计算目标点，若目标点位于曲面上，则记录目标点坐标信息；若目标点不在曲面上，以第一方向为旋转轴，旋转以起点和目标点为端点的线段一圈，若线段与曲面相交，交点则为实际的坐标点，若旋转一周仍无交点，则判断当前打磨路径插补点是否遍历完成，如果没有，则继续计算下一个起点及相邻的下一个目标点,依次循环下去，如果当前插补点遍历完毕，则得到第二条路径上所有的插补点，接着判断插补点是否覆盖整个加工区域，如果没有则以当前新生成的插补点作为新起点，继续计算下一条路径插补点，直至插补点覆盖整个加工区域。

4.根据权利要求3所述的基于等残高端面的机器人打磨路径规划方法，其特征在于，所述并对最终插补点集合中每相邻两插补点的步长进行修正，得到修正后插补点集合，包括：根据插补点对打磨路径进行拟合，并依次计算每相邻两插补点的插值步长，对不满足要求的插补点重新计算，并依次进行更新。

5.根据权利要求4所述的基于等残高端面的机器人打磨路径规划方法，其特征在于，所述获取修正后插补点集合中每个插补点的法向量，根据打磨头轴线在YZ平面上的投影线扫过的面积，对所述每个插补点的法向量进行优化，得到每个插补点位姿信息，包括：依次计算修正后插补点集合中每个插补点处的法向矢量，构建打磨头轴线在YZ平面上的投影线扫过的面积函数，以所述面积函数取最小值作为约束条件来优化每个插补点处的法向矢量，将插补点和打磨头轴向信息进行组合得到每个插补点的位姿信息。

6.一种基于等残高端面的机器人打磨路径规划装置，其特征在于，包括：

包围盒模块，用于根据打磨盘半径和相邻两行打磨路径之间的行距构建残留高度，获取待加工区域的包围盒；初始插补点模块，用于以包围盒的初始打磨路径为基准进行离散，得到初始打磨路径的初始插补点坐标，所述以包围盒的初始打磨路径为基准进行离散，得到初始打磨路径的初始插补点坐标，包括：在初始打磨路径上以等弧长进行离散，分别计算第一插补点处的曲率，并设定阈值，当曲率小于所述阈值时，则将第一插补点处近似为直线段，并计算第二插补点处的曲率；若第二插补点处的曲率大于所述阈值，根据等高度差法，计算第二插补点坐标，并以第二插补点为基准继续以等高度差法计算第三插补点坐标；修正模块，用于根据初始插补点坐标，得到与初始打磨路径相邻的所有打磨路径上的插补点坐标，以包围盒作为边界，将边界外的插补点剔除，得到最终插补点集合，并对最终插补点集合中每相邻两插补点的步长进行修正，得到修正后插补点集合；位姿信息模块，用于获取修正后插补点集合中每个插补点的法向量，根据打磨头轴线在YZ平面上的投影线扫过的面积，对所述每个插补点的法向量进行优化，得到每个插补点位姿信息。

7.一种电子设备，其特征在于，包括：

至少一个处理器、至少一个存储器和通信接口；其中，

所述处理器、存储器和通信接口相互间进行通信；

所述存储器存储有可被所述处理器执行的程序指令，所述处理器调用所述程序指令，以执行权利要求1至5任一项权利要求所述的方法。

8.一种非暂态计算机可读存储介质，其特征在于，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令使所述计算机执行权利要求1至5中任一项权利要求所述的方法。

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