CN113043277A

CN113043277A - 多关节机构轨迹规划方法、装置、电子设备及存储介质

Info

Publication number: CN113043277A
Application number: CN202110358478.1A
Authority: CN
Inventors: 皮皓杰; 付玲; 杨召; 刘延斌; 于晓颖
Original assignee: Zoomlion Heavy Industry Science and Technology Co Ltd
Current assignee: Zoomlion Heavy Industry Science and Technology Co Ltd
Priority date: 2021-04-01
Filing date: 2021-04-01
Publication date: 2021-06-29
Anticipated expiration: 2041-04-01
Also published as: CN113043277B

Abstract

本发明涉及一种多关节机构轨迹规划方法、装置、电子设备及存储介质；方法包括：基于关节空间轨迹规划法确定出多关节机构末端由起始点A点向终止点B点运动过程中第一关节轨迹规划数据；基于广义逆矩阵法确定出多关节机构末端由起始点A点向终止点B点沿直线运动的第二关节轨迹规划数据；根据预设的运动提前量，基于第二关节轨迹规划数据规划多关节机构各关节的轨迹；实时判断轨迹规划中各关节角度值是否超出了关节角度极限值，是，对多关节机构各关节的轨迹中的关节姿态进行优化。本发明实现多关节机构末端的直线运动，解决在运动中关节角度超限的问题；对多种初始位型均能实现优化目的，从而降低优化难度。

Description

多关节机构轨迹规划方法、装置、电子设备及存储介质

技术领域

本发明涉及关节控制技术领域，具体而言，涉及一种多关节机构轨迹规划方法、装置、电子设备及存储介质。

背景技术

混凝土泵车臂架是一种冗余自由度串联的多关节机构，实现其末端由A点至B点的直线运动的关节轨迹规划，一直是行业难题。冗余自由度臂架的关节空间规划，可以实现臂架末端由A点至B点的运动，但是臂架末端的运动轨迹不是直线；基于梯度投影法，可以实现臂架末端的直线运动，但是容易造成关节角度超限，从而臂架末端不能到达B点。

因此，需要一种新的泵车臂架关节轨迹规划方法、装置、电子设备及存储介质。

在所述背景技术部分公开的上述信息仅用于加强对本发明的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种多关节机构轨迹规划方法、装置、电子设备及存储介质，可应用于混凝土泵车臂架，实现关节末端的直线运动，解决在运动中关节角度超限的问题。

本发明的其他特性和优点将通过下面的详细描述变得显然，或部分地通过本发明的实践而习得。

根据本发明的一方面公开了一种多关节机构轨迹规划方法，包括：

根据作业的起始点A和终止点B的多关节机构各关节姿态，基于关节空间轨迹规划法确定出多关节机构末端由起始点A点向终止点B点运动过程中第一关节轨迹规划数据；

根据多关节机构末端从起始点A至终止点B运动的末端速度，基于广义逆矩阵法确定出多关节机构末端由起始点A向终止点B点沿直线运动的第二关节轨迹规划数据；

根据预设的运动提前量，基于第二关节轨迹规划数据规划多关节机构各关节的轨迹，控制关节运动；实时判断所述多关节机构各关节的轨迹中各关节角度值是否超出了关节角度极限值，是，则结合第一关节轨迹规划数据，对所述多关节机构各关节的轨迹中的关节姿态进行优化。

进一步地，所述预设的运动提前量为多关节机构末端移动距离提前量L。

进一步地，对所述多关节机构各关节的轨迹中的关节姿态进行优化，包括：

当多关节机构末端运动到时间点t₁时，规划的第二关节轨迹规划数据已经达到时间点t₁+T_L，得到多关节机构的关节角Θ_i(t₁+T_L)；T_L为规划的多关节机构末端从时间点t₁起移动距离L所经历的时间；i＝1,…,N；N为多关节机构关节的数量；

实时检测规划的关节角Θ_i(t₁+T_L)是否超出了对应关节的极限值；是，则结合第一关节轨迹规划数据，基于梯度投影法优化多关节机构的关节角速度

对多关节机构角速度

进行积分，确定出优化后的多关节机构末端由A点向B点沿直线运动的关节轨迹{Θ_yi(t)}，并下发至下位机控制关节运动。

进一步地，所述梯度投影法得到的多关节机构优化角速度

式中，

为R^N×1的向量，J⁺为雅可比矩阵广义逆，为R^N×3的矩阵，

为多关节机构末端在笛卡尔空间中的X、Y、Z的运动速度；k为放大系数，I为单位阵，H(Θ)为优化函数，▽H(Θ)为梯度，x为多关节机构末端在X轴上的移动量，x的范围为2L；x₁为时间点t₁对应的多关节机构末端在笛卡尔空间中X轴的坐标。

进一步地，优化函数

式中，Θ_i(t₁+T_L)为基于广义逆矩阵法规划得到的关节i的关节角度；θ_i(t₁+T_L)为关节空间轨迹规划法得到的关节i在t₁+T_L时刻的关节角度；θ_imax为关节i的角度范围最大值；θ_imin为关节i的角度范围最小值；函数abs()返回变量的绝对值；函数max()返回两个变量的最大值。

进一步地，所述预设的运动提前量为多关节机构末端移动时间提前量T。

当多关节机构末端运动到时间点t₁时，规划的第二关节轨迹规划数据已经达到时间点t₁+T，得到多关节机构的关节角Θ_i(t₁+T)；T为规划的多关节机构末端移动时间提前量；i＝1,…,N；N为多关节机构关节的数量；

实时检测规划的关节角Θ_i(t₁+T)是否超出了各关节的极限值；是，则结合第一关节轨迹规划数据，基于梯度投影法优化多关节机构的关节角速度

对多关节机构角速度

进一步地，所述梯度投影法得到的多关节机构优化角速度

式中，

为R^N×1的向量，J⁺为雅可比矩阵广义逆，为R^N×3的矩阵，

为多关节机构末端在笛卡尔空间中的X、Y、Z的运动速度；k为放大系数，I为单位阵，H(Θ)为优化函数，▽H(Θ)为梯度。

进一步地，优化函数

式中，Θ_i(t₁+T)为基于广义逆矩阵法规划得到的关节i的关节角度；θ_i(t₁+T)为关节空间轨迹规划法得到的关节i在t₁+T时刻的关节角度；θ_imax为关节i的角度范围最大值；θ_imin为关节i的角度范围最小值；函数abs()返回变量的绝对值，函数max()返回两个变量的最大值。

进一步地，所述放大系数k的取值，包括；

确定多关节机构中的某一个关节j为优化对象；

基于梯度投影法优化的关节优化速度qd_h＝(I-J+J)▽H(Θ)；qd_h为R^N×1的向量；则关节j的关节优化速度为qd_h的第j分量qd_h(j)；

放大系数k取值为

式中，δt为优化时间参数；θ_j(t)为关节空间轨迹规划法得到的关节j的关节角，Θ_j(t)为基于广义逆矩阵法规划的关节j的关节角。

进一步地，当多关节机构中含有反关节运动的关节时，所述优化对象为反关节运动的关节。

进一步地，还包括对多关节机构末端速度的控制方法；具体包括：

对于进行姿态优化的关节，将第一关节轨迹规划数据和第二关节轨迹规划数据中对应的关节角进行求差，判断所述关节角的差值是否超出了阈值α；

若超出了阈值α，则将末端运动暂停，只进行关节姿态优化；通过零空间的自运动进行位型优化；

若未超出阈值α，则同时进行关节姿态优化和多关节机构末端运动规划。

根据本发明的另一方面公开了一种多关节机构关节轨迹规划装置，包括：

第一关节轨迹规划模块，用于根据作业的起始点A和终止点B的多关节机构各关节姿态；基于关节空间轨迹规划法确定出多关节机构末端由起始点A点向终止点B点运动过程中第一关节轨迹规划数据；

第二关节轨迹规划模块，用于根据多关节机构末端从起始点A至终止点B运动的末端速度，基于广义逆矩阵法确定出多关节机构末端由起始点A点向终止点B点沿直线运动的第二关节轨迹规划数据；

轨迹规划模块，用于根据预设的运动提前量，基于第二关节轨迹规划数据规划多关节机构各关节的轨迹，控制关节运动；实时判断所述多关节机构各关节的轨迹中各关节角度值是否超出了关节角度极限值，是，则结合第一关节轨迹规划数据，对所述多关节机构各关节的轨迹中的关节姿态进行优化。

根据本发明的另一方面公开了一种机构，所述机构实现如上所述的多关节机构关节轨迹规划方法。

根据本发明的另一方面公开了一种电子设备，包括：

一个或多个处理器；

存储装置，用于存储一个或多个程序；

当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如上所述的多关节机构关节轨迹规划方法。

根据本发明的另一方面公开了一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现如上所述的多关节机构关节轨迹规划方法

本发明至少实现以下有益效果之一：

本发明的多关节机构关节轨迹规划方法、装置、电子设备及存储介质，实现多关节机构末端的直线运动，解决在运动中关节角度超限的问题。而且对初始位型没有要求，对多种初始位型均能实现优化目的，从而降低优化难度。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本发明。

附图说明

通过参照附图详细描述其示例实施例，本发明的上述和其它目标、特征及优点将变得更加显而易见。下面描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，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是本发明一实施例示出混凝土泵车结构示意图；

图2是本发明一实施例示出多关节机构轨迹规划方法流程图；

图3是本发明一实施例示出第一关节轨迹规划数据生成方法流程图；

图4是本发明一实施例示出一种关节姿态优化方法流程图；

图5是本发明一实施例示出一种关节姿态优化方法流程图；

图6是本发明一实施例示出臂架末端速度的规划方法流程图；

图7是本发明一实施例示出四种不同臂架初始位型的规划过程对照图；

图8是本发明一实施例示出泵车臂架关节轨迹规划装置的框图

图9是本发明一实施例示出电子设备的框图；

图10是本发明一实施例示出计算机可读介质的框图。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施例。然而，示例实施例能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施例；相反，提供这些实施例使得本发明将全面和完整，并将示例实施例的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。

此外，所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本发明的实施例的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本发明的技术方案而没有特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、装置、步骤等。在其它情况下，不详细示出或描述公知方法、装置、泵车、实现或者操作以避免模糊本发明的各方面。

附图中所示的方框图仅仅是功能实体，不一定必须与物理上独立的实体相对应。即，可以采用软件形式来实现这些功能实体，或在一个或多个硬件模块或集成电路中实现这些功能实体，或在不同网络和/或处理器装置和/或微控制器装置中实现这些功能实体。

附图中所示的流程图仅是示例性说明，不是必须包括所有的内容和操作/步骤，也不是必须按所描述的顺序执行。例如，有的操作/步骤还可以分解，而有的操作/步骤可以合并或部分合并，因此实际执行的顺序有可能根据实际情况改变。

应理解，虽然本文中可能使用术语第一、第二、第三等来描述各种组件，但这些组件不应受这些术语限制。这些术语乃用以区分一组件与另一组件。因此，下文论述的第一组件可称为第二组件而不偏离本发明概念的教示。如本文中所使用，术语“及/或”包括相关联的列出项目中的任一个及一或多者的所有组合。

本领域技术人员可以理解，附图只是示例实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的，因此不能用于限制本发明的保护范围。

有鉴于现有技术中存在的技术缺陷，本发明的一个实施例以如图1所示的混凝土泵车为例，公开了一种多关节机构关节轨迹规划方法。该实施例的方法也可以用于其他的串联多关节机器人或其他串联的多关节机械臂。

本实施例的混凝土泵车以六节臂混凝土泵车为例，六节臂混凝土泵车的结构包括车身、转台、一臂、二臂、三臂、四臂、五臂和六臂，各结构之间通过转动副连接，称之为关节，组成7自由度串联机构。本实施例中的混凝土泵车只作为一个具体的实例，并不对本发明的保护范围构成限制，本发明同样可应用于其他种类的混凝土泵车。

具体的，本实施例公开的一种多关节机构轨迹规划方法，如图2所示，包括以下步骤：

步骤S201、根据在起始点A和终止点B的多关节机构的各关节姿态，基于关节空间轨迹规划法确定出多关节机构末端由起始点A向终止点B运动过程中第一关节轨迹规划数据；

步骤S202、根据多关节机构末端从起始点A至终止点B运动的末端速度，基于广义逆矩阵法确定出多关节机构的末端由起始点A向终止点B点沿直线运动的第二关节轨迹规划数据；

步骤S203、从起始点A开始，根据预设的运动提前量，基于第二关节轨迹规划数据规划多关节机构各关节的轨迹，控制关节运动，直至终止点B；实时判断所述多关节机构各关节的轨迹中各关节角度值是否超出了关节角度极限值，是，则结合第一关节轨迹规划数据，对所述多关节机构各关节的轨迹中的关节姿态进行优化。

在本实施例中，所述多关节机构为混凝土泵车臂架；所述起始点A和终止点B为泵车浇筑的起始点和终止点；所述各关节姿态为泵车臂架各关节姿态；

具体的，如图3所示，步骤S201包括：

步骤S301、由混凝土浇筑施工的工法给出浇筑的起始点A与终止点B；

步骤S302、确定出各个关节的角度范围，即各个关节角的最大值和最小值，记为{θ_imax、θ_imin}，i＝1,…,7。

步骤S303、确定浇筑的起始点A的当前各关节姿态{θ_A}和终止点B的各关节姿态{θ_B}；

浇筑的起始点A的当前各关节姿态{θ_A}＝{θ_Ai}，i＝1,…,7；θ_Ai为起始点A的第i个关节的角度；浇筑的终止点B的各关节姿态{θ_B}＝{θ_Bi}，i＝1,…,7；θ_Bi为终止点B的第i个关节的角度。

本设施例对臂架的初始位型无限制，可为任意的初始位型；即浇筑的起始点A的当前各关节姿态{θ_A}，均为每个关节在其角度范围内的任意角度。

浇筑的终止点B的各关节姿态{θ_B}可基于关节空间采样方法确定。

可选的，浇筑的终止点B的各关节姿态{θ_B}也可以通过基于深度强化学习的姿态推荐模型确定。

步骤S304、基于关节空间轨迹规划法确定出从姿态{θ_A}运动到姿态{θ_B}过程中的各关节轨迹{θ_i(t)}，i＝1,…,7；作为第一关节轨迹规划数据。

本实施例可采用现有技术中的多关节机构空间轨迹规划法的方法，来实现从姿态{θ_A}运动到姿态{θ_B}过程中的关节轨迹。

具体的，步骤S202中根据臂架末端从起始点A至终止点B运动的末端速度

采用基于广义逆矩阵法来确定关节轨迹{Θ_i(t)}，i＝1,…,7；作为第二关节轨迹规划数据。

更具体的，广义逆矩阵法包括：

1)计算各关节角速度

式中，

为R^7×1的向量，J⁺为雅可比矩阵广义逆，为R^7×3的矩阵，

为臂架末端在笛卡尔空间中的运动速度。

2)通过对

积分，确定出臂架末端从起始点A至终止点B沿直线运动的关节轨迹{Θ_i(t)}，i＝1,…,7；

在本实施例的一种具体方案中，步骤S203中，所述预设的运动提前量为泵车臂架末端移动距离提前量L。

在末端位置为起始点A时，基于广义逆矩阵法规划至臂架末端距A点距离为L的位置点的关节轨迹{Θ_i(t)}下发至下位机，进而控制关节运动，优选地L＝2m；

具体的，如图4所示，所述关节姿态优化包括以下步骤：

步骤S401、当臂架末端运动到时间点t₁时，A点运动了距离x₁，此时，对应各关节的关节角为Θ_i(t₁)；基于广义逆矩阵法规划的第二关节轨迹规划数据已经达到时间点t₁+T_L，得到臂架的关节角Θ_i(t₁+T_L)；T_L为规划的臂架末端从时间点t₁起移动距离L所经历的时间；i＝1,…,N；N为泵车臂架关节的数量。

步骤S402、实时检测规划的关节角Θ_i(t₁+T_L)是否超出了对应关节的极限值；即Θ_i(t₁+T_L)≤θ_imin或者Θ_i(t₁+T_L)≥θ_imax；是，则结合第一关节轨迹规划数据，基于梯度投影法优化臂架的关节角速度

否，则继续使用基于广义逆矩阵法规划的关节角进行规划。

具体的，基于梯度投影法得到优化的臂架角速度

的公式为：

式中，

为R^7×1的向量，J⁺为雅可比矩阵广义逆，为R^7×3的矩阵，

为臂架末端在笛卡尔空间中的运动速度；k为放大系数，I为单位阵，H(Θ)为优化函数，▽H(Θ)为梯度，x为臂架末端在X轴上的移动量，x的范围为2L。

更具体的，优化函数H(Θ)为：

式中，Θ_i(t₁+T_L)为基于广义逆矩阵法规划得到的关节i的关节角度；θ_i(t₁+T_L)为关节空间轨迹规划法得到的关节i在t₁+T_L时刻的关节角度；θ_imax为关节i的角度范围最大值；θ_imin为关节i的角度范围最小值；abs(val1)返回变量的绝对值；max(val1,val2)返回两个变量的最大值。

对于规划的关节角Θ_i(t₁+T_L)没有超出了各关节的极限，则，优化函数H(Θ)＝0；基于第二关节轨迹规划数据规划泵车臂架各关节的轨迹，控制各关节运动。

步骤S403、对臂架角速度

进行积分，确定出优化后的臂架末端由A点向B点沿直线运动的关节轨迹{Θ_yi(t)}，并下发至下位机控制关节运动。

在本实施例的另一种具体方案中，步骤S203中，所述预设的运动提前量为泵车臂架末端移动时间提前量T。

在末端位置为起始点A的时刻0起，基于广义逆矩阵法规划至臂架末端T时刻的的关节轨迹{Θ_i(t)}下发至下位机，进而控制关节运动，优选地T＝5s；

具体的，如图5所示，关节姿态优化方法包括以下步骤：

步骤S501、当臂架末端运动到时间点t₁时，此时，对应各关节的关节角为Θ_i(t₁)；基于广义逆矩阵法规划的第二关节轨迹规划数据已经达到时间点t₁+T，得到臂架的关节角Θ_i(t₁+T)；T为规划的臂架末端移动时间提前量；i＝1,…,N；N为泵车臂架关节的数量。

步骤S502、实时检测规划的关节角Θ_i(t₁+T)是否超出了各关节的极限值；即Θ_i(t₁+T)≤θ_imin或者Θ_i(t₁+T)≥θ_imax；是，则结合第一关节轨迹规划数据，基于梯度投影法优化臂架的关节角速度

否，则继续使用基于广义逆矩阵法规划的关节角进行规划。

具体的，基于梯度投影法得到优化的臂架角速度

的公式为：

式中，

为R^7×1的向量，J⁺为雅可比矩阵广义逆，为R^7×3的矩阵，

为臂架末端在笛卡尔空间中的运动速度；k为放大系数，I为单位阵，H(Θ)为优化函数，▽H(Θ)为梯度。

更具体的，优化函数H(Θ)为：

式中，Θ_i(t₁+T)为基于广义逆矩阵法规划得到的关节i的关节角度；θ_i(t₁+T)为关节空间轨迹规划法得到的关节i在t₁+T时刻的关节角度；θ_imax为关节i的角度范围最大值；θ_imin为关节i的角度范围最小值；abs(val1)返回变量的绝对值；max(val1,val2)返回两个变量的最大值。

对于规划的关节角Θ_i(t₁+T)没有超出了各关节的极限，则，优化函数H(Θ)＝0；基于第二关节轨迹规划数据规划泵车臂架各关节的轨迹，控制各关节运动。

步骤S503、对臂架角速度

对优化的臂架角速度

优选的，对于上述两种具体方案中，对于放大系数k取值，包括以下步骤；

1)确定多关节机构中的某一个关节j为优化对象；

更优选的，当多关节机构中含有反关节运动的关节时，所述优化对象为反关节运动的关节，例如，本实施例图1中的关节5。

2)基于梯度投影法优化的关节优化速度qd_h＝(I-J+J)▽H(Θ)；为R^7×1的向量，则关节j的优化速度为qd_h的第j分量qd_h(j)；

3)放大系数k取值为

式中，δt为优化时间参数，优选地δt＝1s。θ_j(t)为关节空间轨迹规划法方法规划的关节j的关节角，Θ_j(t)为基于广义逆矩阵法来规划的关节j的关节角。

更优选的，本实施例的关节轨迹规划方法，还包括对臂架末端速度的规划方法；如图6所示，具体包括：

步骤S601、对于进行姿态优化的关节，将第一关节轨迹规划数据和第二关节轨迹规划数据中对应的关节角进行求差，判断所述关节角的差值是否超出了阈值α；

具体的，以本实施例中的混凝土泵车优化的关节为关节5为例，在当臂架末端在时间点t₁，根据预设的泵车臂架末端移动距离提前量L，优化后的规划关节角度Θ₅(t₁+T_L)，关节5的第一关节轨迹规划数据θ₅(t₁+T_L)；判断Θ₅(t₁+T_L)-θ₅(t₁+T_L)是否超出了阈值α；

步骤S602、若超出了阈值α，即Θ₅(t₁+T_L)-θ₅(t₁+T_L)＞α；则将末端运动暂停，只进行关节姿态优化；通过零空间的自运动进行位型优化；

当Θ₅(t₁+T_L)与θ₅(t₁+T_L)之差较大时，说明关节角需要的优化程度较大；此时，将末端运动暂停，暂令臂架末端

仅通过零空间的自运动进行位型优化。即，令臂架末端速度为0，臂架仅进行零空间的自运动，优化臂架位型而臂架末端位置不变。

步骤S603、若未超出阈值α，即Θ₅(t₁+T_L)-θ₅(t₁+T_L)≤α；则同时进行关节姿态优化和臂架末端运动规划。其中，关节姿态优化采用实施例中的关节姿态优化方法，末端运动采用的规划的速度

运动。

通过上述的臂架的姿态调整而末端位置不变，所带来的效果为，无论臂架是哪种初始位型，均能通过零空间的自运动将其调整为优化程度较小的位型，从而降低优化难度。从而实现对初始位型没有要求，对多种初始位型均能实现优化目的。

根据预设的泵车臂架末端移动时间提前量T对臂架末端速度的规划方法与根据预设的泵车臂架末端移动距离提前量L对臂架末端速度的规划方法相同，在此就不一一赘述。

综上所述，本方案优化函数物理意义清晰，优化方向明确，计算效率较高；可解决关节超限难题，而且对初始位型没有要求，对多种初始位型均能实现优化目的，因为本方案通过检测基于广义逆矩阵法和关节空间轨迹规划法得到的关节角之差，确定出关节角的优化程度，当关节角之差之差小于设定阈值α时，同时进行姿态优化和臂架末端运动，当关节角之差之差较大时，说明关节角需要的优化程度较大，此时将末端运动暂停，仅通过零空间的自运动进行位型优化，可实现臂架的姿态调整而末端位置不变，所带来的效果为，无论臂架是哪种初始位型，均能通过零空间的自运动将其调整为优化程度较小的位型，从而降低优化难度。图7为四种不同臂架初始位型的规划过程对照图，图中横坐标为坐标系X轴，纵坐标为坐标系Z轴，通过图7可知，臂架末端从25m左右处运动至5m左右处的臂架位型变化，对找图中的四幅子图中臂架的初始位型均不同，但是均能通过优化达到规划的目的。

此外，需要注意的是，上述附图仅是根据本发明示例性实施例的方法所包括的处理的示意性说明，而不是限制目的。易于理解，上述附图所示的处理并不表明或限制这些处理的时间顺序。另外，也易于理解，这些处理可以是例如在多个模块中同步或异步执行的。

下述为本发明装置实施例，可以用于执行本发明方法实施例。对于本发明装置实施例中未披露的细节，请参照本发明方法实施例。

图8是本发明一实施例示出的一种泵车臂架关节轨迹规划装置。如图8所示，泵车臂架关节轨迹规划装置包括：

第一关节轨迹规划模块801，用于根据浇筑的起始点A和终止点B的泵车臂架各关节姿态；基于关节空间轨迹规划法确定出臂架末端由起始点A点向终止点B点运动过程中第一关节轨迹规划数据；

第二关节轨迹规划模块802，用于根据泵车臂架末端从起始点A至终止点B运动的末端速度，基于广义逆矩阵法确定出臂架末端由起始点A点向终止点B点沿直线运动的第二关节轨迹规划数据；

轨迹规划模块803，从起始点A开始，在预设的运动提前量内，基于第二关节轨迹规划数据规划泵车臂架各关节的轨迹，控制各关节运动，直至终止点B；实时判断所述泵车臂架各关节的轨迹中各关节角度值是否超出了关节角度极限值，是，则结合第一关节轨迹规划数据，对所述泵车臂架各关节的轨迹中的关节姿态进行优化。

本发明实施例还提供一种泵车，所述泵车包括如上述的泵车臂架关节轨迹规划装置，实现如上述的泵车臂架关节轨迹规划方法，达到规划的目的。

图9是本发明一实施例示出的一种电子设备的框图。

下面参照图9来描述根据本发明的这种实施方式的电子设备900。图9显示的电子设备900仅仅是一个示例，不应对本发明实施例的功能和使用范围带来任何限制。

如图9所示，电子设备900以通用计算设备的形式表现。电子设备900的组件可以包括但不限于：至少一个处理单元910、至少一个存储单元920、连接不同系统组件(包括存储单元920和处理单元910)的总线930、显示单元940等。

其中，存储单元存储有程序代码，程序代码可以被处理单元910执行，使得处理单元910执行本说明书中描述的根据本发明各种示例性实施方式的步骤。例如，处理单元910可以执行处理程序，实现如下功能：

根据浇筑的起始点A和终止点B的泵车臂架各关节姿态；基于关节空间轨迹规划法确定出臂架末端由起始点A点向终止点B点运动过程中第一关节轨迹规划数据；

根据泵车臂架末端从起始点A至终止点B运动的末端速度，基于广义逆矩阵法确定出臂架末端由起始点A点向终止点B点沿直线运动的第二关节轨迹规划数据；

根据预设的运动提前量，基于第二关节轨迹规划数据规划泵车臂架各关节的轨迹，控制关节运动；实时判断所述泵车臂架各关节的轨迹中各关节角度值是否超出了关节角度极限值，是，则结合第一关节轨迹规划数据，对所述泵车臂架各关节的轨迹中的关节姿态进行优化。

存储单元920可以包括易失性存储单元形式的可读介质，例如随机存取存储单元(RAM)9201和/或高速缓存存储单元9202，还可以进一步包括只读存储单元(ROM)9203。

存储单元920还可以包括具有一组(至少一个)程序模块9205的程序/实用工具9204，这样的程序模块9205包括但不限于：操作系统、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据，这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。

总线930可以为表示几类总线结构中的一种或多种，包括存储单元总线或者存储单元控制器、外围总线、图形加速端口、处理单元或者使用多种总线结构中的任意总线结构的局域总线。

电子设备900也可以与一个或多个外部设备900’(例如键盘、指向设备、蓝牙设备等)通信，使得用户能与该电子设备900交互的设备通信，和/或该电子设备900能与一个或多个其它计算设备进行通信的任何设备(例如路由器、调制解调器等等)通信。这种通信可以通过输入/输出(I/O)接口980进行。并且，电子设备900还可以通过网络适配器990与一个或者多个网络(例如局域网(LAN)，广域网(WAN)和/或公共网络，例如因特网)通信。网络适配器990可以通过总线930与电子设备900的其它模块通信。应当明白，尽管图中未示出，可以结合电子设备900使用其它硬件和/或软件模块，包括但不限于：微代码、设备驱动器、冗余处理单元、外部磁盘驱动阵列、RAID系统、磁带驱动器以及数据备份存储系统等。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员易于理解，这里描述的示例实施方式可以通过软件实现，也可以通过软件结合必要的硬件的方式来实现。因此，如图10所示，根据本发明实施方式的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质(可以是CD-ROM，U盘，移动硬盘等)中或网络上，包括若干指令以使得一台计算设备(可以是个人计算机、服务器、或者网络设备等)执行根据本发明实施方式的上述方法。

软件产品可以采用一个或多个可读介质的任意组合。可读介质可以是可读信号介质或者可读存储介质。可读存储介质例如可以为但不限于电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。

计算机可读存储介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了可读程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。可读存储介质还可以是可读存储介质以外的任何可读介质，该可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。可读存储介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于无线、有线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。

可以以一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本发明操作的程序代码，程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如Java、C++等，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算设备上执行、部分地在用户设备上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算设备上部分在远程计算设备上执行、或者完全在远程计算设备或服务器上执行。在涉及远程计算设备的情形中，远程计算设备可以通过任意种类的网络，包括局域网(LAN)或广域网(WAN)，连接到用户计算设备，或者，可以连接到外部计算设备(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。

上述计算机可读介质承载有一个或者多个程序，当上述一个或者多个程序被一个该设备执行时，使得该计算机可读介质实现如下功能：

本领域技术人员可以理解上述各模块可以按照实施例的描述分布于装置中，也可以进行相应变化唯一不同于本实施例的一个或多个装置中。上述实施例的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。

通过以上的实施例的描述，本领域的技术人员易于理解，这里描述的示例实施例可以通过软件实现，也可以通过软件结合必要的硬件的方式来实现。因此，根据本发明实施例的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质(可以是CD-ROM，U盘，移动硬盘等)中或网络上，包括若干指令以使得一台计算设备(可以是个人计算机、服务器、移动终端、或者网络设备等)执行根据本发明实施例的方法。

以上具体地示出和描述了本发明的示例性实施例。应可理解的是，本发明不限于这里描述的详细结构、设置方式或实现方法；相反，本发明意图涵盖包含在所附权利要求的精神和范围内的各种修改和等效设置。