CN115026842B - 示教轨迹处理方法、装置、终端设备以及存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种示教轨迹处理方法、装置、终端设备以及存储介质，所述示教轨迹处理方法包括示教轨迹的拼接、编辑以及时间变更的方法，其中，所述示教轨迹的拼接方法用于拼接至少一段第一示教轨迹与至少一段第二示教轨迹，所述示教轨迹的编辑方法用于将新轨迹插入到待编辑的示教轨迹中，所述示教轨迹的时间变更方法用于轨迹时间的拉长或缩短。基于本申请方案，提出了三种对于示教轨迹的剪辑式处理的方案，分别针对示教轨迹的拼接问题、示教轨迹的编辑问题以及示教轨迹的时间变更问题，从而实现了对示教轨迹的全面处理，解决了当前机器人示教过程中，由于缺乏有效的示教轨迹处理方案而导致的机器人示教效率低的问题。

Description

示教轨迹处理方法、装置、终端设备以及存储介质

技术领域

本申请涉及机器人示教领域，尤其涉及一种示教轨迹处理方法、装置、终端设备以及存储介质，所述示教轨迹处理方法包括示教轨迹的拼接、编辑以及时间变更的方法。

背景技术

示教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，其凭借着作业精度以及效率等优势，在各行各业应用得越来越广泛，尤其是针对需要耗材的应用场景，例如喷漆、点胶和焊接等等，能够大幅提高耗材的利用率。示教机器人在使用的过程中，仅需通过离线程序或示教器对机器人进行示教，便可以机器人代替人工进行作业。

目前，通常情况下对机器人的示教是采用一次性示教的方法，即通过示教人员的控制一次完成整个示教轨迹的确定。但是，由于工件本身的瑕疵或者示教人员的操作失误等原因，示教轨迹很难一次达到预期目标，当示教轨迹不合格时只能重新进行示教，特别是对于一些大型工件而言，由于示教过程复杂，进行一次完整的成功示教的难度很高，往往需要多次的重复性示教，从而影响了机器人示教的效率。

因此，有必要提出一种针对示教轨迹进行剪辑式处理的方案。

发明内容

本申请的主要目的在于提供一种示教轨迹处理方法、装置、终端设备以及存储介质，所述示教轨迹处理方法包括示教轨迹的拼接、编辑以及时间变更，旨在解决由于缺乏有效的示教轨迹处理方法所导致的，机器人示教效率差的问题。

为实现上述目的，本申请提供一种示教轨迹的拼接方法，所述拼接方法用于拼接至少一段第一示教轨迹与至少一段第二示教轨迹，所述拼接方法包括：

获取所述第一示教轨迹、第二示教轨迹；

提取所述第一示教轨迹中的拼接起始点，以及所述第二示教轨迹中的拼接结束点；

基于所述拼接起始点以及拼接结束点，拼接所述第一示教轨迹与第二示教轨迹，得到拼接后的总轨迹。

本申请还提供一种示教轨迹的编辑方法，所述编辑方法用于将新轨迹插入到待编辑的示教轨迹中，所述编辑方法包括：

获取所述新轨迹以及待编辑的示教轨迹；

提取所述待编辑的示教轨迹中的编辑起始点与编辑结束点；

基于所述编辑起始点与编辑结束点，插入所述新轨迹，得到编辑后的示教轨迹。

本申请还提供一种示教轨迹的时间变更方法，所述时间变更方法用于轨迹时间的拉长或缩短，所述时间变更方法包括：

获取时间待变更轨迹；

提取所述时间待变更轨迹中的示教点按时间维度的分布信息；

基于所述分布信息，进行三次样条插值，构建得到三次样条曲线函数；

基于所述三次样条曲线函数，对所述时间待变更轨迹进行轨迹时间变更处理。

此外，为实现上述目的，本申请还提供一种示教轨迹处理装置，所述示教轨迹处理装置包括：

示教轨迹的拼接模块，用于拼接至少一段第一示教轨迹与至少一段第二示教轨迹；

示教轨迹的编辑模块，用于将新轨迹插入到待编辑的示教轨迹中；

示教轨迹的时间变更模块，用于轨迹时间的拉长或缩短。

此外，为实现上述目的，本申请还提供一种终端设备，所述终端设备包括存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的示教轨迹处理程序，所述示教轨迹处理程序被所述处理器执行时实现如上述的示教轨迹的拼接、编辑以及时间变更的方法的步骤。

此外，为实现上述目的，本申请还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有实现示教轨迹处理程序，所述示教轨迹处理方法的程序被处理器执行时实现如上述的示教轨迹的拼接、编辑以及时间变更方法的步骤。

本申请提供了一种示教轨迹处理方法、装置、终端设备及可读存储介质，所述示教轨迹处理方法包括示教轨迹的拼接、编辑以及时间变更，其中，所述示教轨迹的拼接方法用于拼接至少一段第一示教轨迹与至少一段第二示教轨迹，所述示教轨迹的编辑方法用于将新轨迹插入到待编辑的示教轨迹中，所述示教轨迹的时间变更方法用于轨迹时间的拉长或缩短。相比于现有技术，本方案提出了三种对于示教轨迹进行剪辑式处理的方法，分别用于实现对不同示教轨迹的拼接、单独一段示教轨迹的编辑以及示教轨迹的时间变更，从而实现了对机器人拖动示教轨迹的全面优化，解决了由于缺乏有效处理方法而导致的示教轨迹应用效果差的问题，改善了机器人示教轨迹的应用效果。

附图说明

图1为本申请示教轨迹处理装置所属终端设备的功能模块示意图；

图2为本申请示教轨迹处理方法第一实施例的流程示意图；

图3为本申请示教轨迹处理方法第一实施例中关于轨迹拼接的示意图；

图4为本申请示教轨迹处理方法第二实施例的流程示意图；

图5为本申请示教轨迹处理方法第二实施例中关于轨迹编辑的示意图；

图6为本申请示教轨迹处理方法第三实施例的流程示意图；

图7为本申请示教轨迹处理方法第三实施例中关于轨迹时间变更的示意图。

本申请目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

本申请实施例的主要提出了示教轨迹的拼接、编辑以及时间变更的方法，其中，所述示教轨迹的拼接方法用于拼接至少一段第一示教轨迹与至少一段第二示教轨迹，所述示教轨迹的编辑方法用于将新轨迹插入到待编辑的示教轨迹中，所述示教轨迹的时间变更方法用于轨迹时间的拉长或缩短。

本申请实施例涉及的技术术语：

机器人示教，一般指示教再现机器人的示教过程，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，示教再现机器人的基本结构，是由机器人本体、执行机构、控制系统、示教盒等部分组成。机器人本体一般采用直角坐标型、圆柱坐标型、极坐标型或多关节型。

示教再现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。“示教编程”指通过下述方式完成程序的编制：由人工导引机器人末端执行器（安装于机器人关节结构末端的夹持器、工具、焊枪、喷枪等），或由人工操作导引机械模拟装置，或用示教盒（与控制系统相连接的一种手持装置，用以对机器人进行编程或使之运动）来使机器人完成预期的动作 ;“作业程序”（任务程序）为一组运动及辅助功能指令，用以确定机器人特定的预期作业，这类程序通常由用户编制。由于此类机器人的编程通过实时在线示教程序来实现，而机器人本身凭记忆操作，故能不断重复再现。

多关节型机器人本体占地面积小，动作范围大，空间速度快，灵活性和通用性好，已逐步成为机器人机械结构的主流。执行机构逐步由液动向全电动发展。采用示教再现（teaching/playback）方式（简称T/P方式），可使机器人具有方式通用性和灵活性。T/P方式是用自动化机械代替人工作业的最直接的方法。T/P 机器人的控制系统的主要功能有：①对外部环境的检测、感觉功能；②对作业知识的记忆功能；③位置控制及加减速控制功能；④反复动作指定功能；⑤有条件无条件跳转功能；⑥对外部设备的控制功能等。目前上述功能是通过微处理机系统的软硬件巧妙结合来实现的。控制方式主要有点位控制和连续轨迹控制两种。

自20世纪50年代末至90年代，世界上应用的工业机器人绝大多数为示教再现型工业机器人（即第一代机器人）。在80年代之前，以人工导引末端执行器（俗称手把手示教）及机械模拟装置两种示教方式居多，在点到点（点位控制）和不需要很精确路径控制的场合，用上述示教方式可降低成本；20世纪80年代后半期至90年代生产的工业机器人一般都具有人工导引和示教盒示教两种功能。采用示教盒示教可大大提高控制精度，并能控制机器人速度，且免除了人工导引的繁重操作。我国“七五”攻关和“八五”期间研制、生产的工业机器人多属示教再现型机器人。

三次样条，一般指三次样条插值（Cubic Spline Interpolation），简称Spline插值，是通过一系列形值点的一条光滑曲线，数学上通过求解三弯矩方程组得出曲线函数组的过程。实际计算时还需要引入边界条件才能完成计算。一般的计算方法书上都没有说明非扭结边界的定义，但数值计算软件如Matlab都把非扭结边界条件作为默认的边界条件。

早期工程师制图时，把富有弹性的细长木条（所谓样条）用压铁固定在样点上，在其他地方让它自由弯曲，然后沿木条画下曲线称为样条曲线。在工程上，构造三次样条插值函数通常有两种方法：一是以给定插值结点处的二阶导数值作为未知数来求解，而工程上称二阶导数为弯矩，因此，这种方法成为三弯矩插值。二是以给定插值结点处得一阶导数作为未知数来求解，而一阶导数又称为斜率，因此，这种方法称为三斜率插值。

本申请实施例考虑到，针对机器人示教这一问题，由于缺乏有效的示教轨迹处理方法，导致如果示教轨迹需要更改时，只能重新进行整个示教的流程，极大地影响了机器人示教的效率，不利于实际场景中的应用。

因此，本申请实施例提出了一种示教轨迹处理方案，该方案包括了对示教轨迹的拼接、编辑以及时间变更的方法，分别针对不同轨迹的拼接问题、单段轨迹的重新编辑问题以及轨迹时间的变更问题，从而全面地解决了示教轨迹处理问题，能够有效地应用于各个阶段的示教轨迹处理，从而提高了机器人示教的效率，有利于机器人示教的大规模应用。

具体地，参照图1，图1为本申请示教轨迹处理装置所属终端设备的功能模块示意图。该示教轨迹处理装置可以为独立于终端设备的、能够进行示教轨迹处理的装置，其可以通过硬件或软件的形式承载于终端设备上。该终端设备可以为手机、平板电脑等具有数据处理功能的智能移动终端，还可以为具有数据处理功能的固定终端设备或服务器等。

在本实施例中，该示教轨迹处理装置所属终端设备至少包括输出模块110、处理器120、存储器130以及通信模块140。

存储器130中存储有操作系统以及示教轨迹处理程序，示教轨迹处理装置可以将获取的待处理的拖动示教轨迹；对所述待处理的拖动示教轨迹进行处理的信息等存储于该存储器130中；输出模块110可为显示屏等。通信模块140可以包括WIFI模块、移动通信模块以及蓝牙模块等，通过通信模块140与外部设备或服务器进行通信。

其中，存储器130中的示教轨迹处理程序被处理器执行时实现以下步骤：

获取第一示教轨迹、第二示教轨迹；

提取所述第一示教轨迹中的拼接起始点，以及所述第二示教轨迹中的拼接结束点；

基于所述拼接起始点以及拼接结束点，拼接所述第一示教轨迹与第二示教轨迹，得到拼接后的总轨迹。

进一步地，存储器130中的示教轨迹处理程序被处理器执行时还实现以下步骤：

提取所述拼接起始点以及拼接结束点的点位信息，所述点位信息包括位置信息、速度信息以及加速度信息；

基于所述拼接起始点与拼接结束点的点位信息，通过预设的轨迹规划方法，连接得到所述第一示教轨迹与第二示教轨迹之间的衔接轨迹，其中，所述轨迹规划方法包括：PTP轨迹规划方法；

基于所述衔接轨迹，合并所述第一示教轨迹与第二示教轨迹，得到所述总轨迹。

进一步地，存储器130中的示教轨迹处理程序被处理器执行时还实现以下步骤：

获取所述新轨迹以及待编辑的示教轨迹；

提取所述待编辑的示教轨迹中的编辑起始点与编辑结束点；

基于所述编辑起始点与编辑结束点，插入所述新轨迹，得到编辑后的示教轨迹。

进一步地，存储器130中的示教轨迹处理程序被处理器执行时还实现以下步骤：

提取所述编辑起始点与编辑结束点的点位信息，其中，所述点位信息包括：位置信息、速度信息以及加速度信息；

基于所述点位信息，通过预设的轨迹规划方法，将所述新轨迹插入至所述编辑起始点与编辑结束点之间，得到编辑后的示教轨迹，其中，所述轨迹规划方法包括：PTP轨迹规划方法。

进一步地，存储器130中的示教轨迹处理程序被处理器执行时还实现以下步骤：

获取时间待变更轨迹；

提取所述时间待变更轨迹中的示教点按时间维度的分布信息；

基于所述分布信息，进行三次样条插值，构建得到三次样条曲线函数；

基于所述三次样条曲线函数，对所述时间待变更轨迹进行轨迹时间变更处理。

进一步地，存储器130中的示教轨迹处理程序被处理器执行时还实现以下步骤：

基于所述分布信息，构建所述示教点的时间－位置坐标系，所述示教点的时间－位置坐标系以所述示教点的时间信息为横坐标轴，以所述示教点的机器人关节角为纵坐标轴；

基于所述时间－位置坐标系，进行三次样条差值，构建得到所述三次样条曲线函数。

进一步地，存储器130中的示教轨迹处理程序被处理器执行时还实现以下步骤：

设置时间变更倍率；

基于所述三次样条曲线函数，依次提取在所述时间变更倍率下，每个周期的机器人关节角，得到轨迹时间变更后的示教轨迹。

本实施例通过上述方案，提出了对待处理的拖动示教轨迹的三种剪辑处理方案，分别针对不同轨迹之间的拼接、单段轨迹的编辑以及轨迹时间的变更，从而实现了对机器人拖动示教轨迹的全面优化，进而解决了当前机器人拖动示教方案中，由于缺乏有效的轨迹处理方法所导致的机器人示教效率差的问题。

基于上述终端设备架构但不限于上述架构，提出本申请方法实施例。

参照图2，图2为本申请示教轨迹处理方法第一实施例的流程示意图。本实施例提出了一种示教轨迹的拼接方法，所述方法用于拼接至少一段第一示教轨迹与至少一段第二示教轨迹，所述拼接方法包括：

步骤S10，获取所述第一示教轨迹、第二示教轨迹；

需要说明的是，示教机器人由于作业精度及效率等优势，在各行各业的应用得越来越广泛，尤其是使用耗材较多的领域，示教机器人代替人工进行作业已然成为常态，以喷涂机器人为例，其由机器人本体、机械臂以及喷枪组成，能够通过人工拖动的方式实现人工控制，进而生成示教轨迹，后续喷涂机器人根据示教轨迹对需要喷涂的工件进行作业。

目前，通常情况下通过示教人员拖动喷涂机器人进行示教，但是，对于需要喷涂的大型工件而言，由于主观或客观等因素，往往导致示教轨迹并未达到示教人员想要的示教效果，因此，在这种情况下，需要对该示教轨迹进行进一步的处理，以使其达到示教人员预期的示教效果。

具体地，本实施例的应用场景为示教人员需要拼接不同的示教轨迹时，上述第一示教轨迹与第二示教轨迹的命名只是用于对不同段的示教轨迹进行区分，不代表示教轨迹之间的先后性。本申请的实施人员应当明白，对于轨迹拼接，其实质是将两段（或多段，多段轨迹的拼接可以视为分解成多个两段轨迹之间的拼接）示教轨迹中的点位进行拼接，从而得到衔接轨迹中的点位，最终得到整体轨迹的点位文件，即得到了两段（或多段）示教轨迹拼接而成的总轨迹。

步骤S20，提取所述第一示教轨迹中的拼接起始点，以及所述第二示教轨迹中的拼接结束点；

具体地，可以认为机器人示教轨迹是由大量的点位信息构成的，根据每个点位的时间、速度与加速度，即可对应得到整个示教轨迹。对于轨迹拼接处理，其实质是将两段（或多段，多段轨迹的拼接可以视为分解成多个两段轨迹之间的拼接）示教轨迹中的点位进行拼接，从而得到衔接轨迹中的点位，最终得到整体轨迹的点位文件，即得到了两段（或多段）示教轨迹拼接而成的总轨迹。

步骤S30，基于所述拼接起始点以及拼接结束点，拼接所述第一示教轨迹与第二示教轨迹，得到拼接后的总轨迹。

具体地，步骤S30包括：提取所述拼接起始点以及拼接结束点的点位信息，所述点位信息包括位置信息、速度信息以及加速度信息；基于所述拼接起始点与拼接结束点的点位信息，通过预设的轨迹规划方法，连接得到所述第一示教轨迹与第二示教轨迹之间的衔接轨迹，其中，所述轨迹规划方法包括：PTP轨迹规划方法；基于所述衔接轨迹，合并所述第一示教轨迹与第二示教轨迹，得到所述总轨迹。

更为具体地，设整个示教轨迹可以分为n段（n为大于1的自然数），将每一段轨迹表示为S1，……，Si，Si+1，……，Sn，假设需要拼接的轨迹是Si（即上述第一示教轨迹，本申请的实施人员应当明白，根据两段轨迹拼接的过程进行组合，可以得到任意多段轨迹的拼接方案）与Si+1（即上述第二示教轨迹），上述步骤中已经获取了待拼接的轨迹，其中包括示教点位信息，每个示教点位信息都带有时间信息，进而附带该点位的速度信息与加速度信息。对于每一段轨迹Si，它在起始点附近（即上述第一示教轨迹中的拼接起始点）和终止点附近（即上述第二示教中的拼接结束点）的速度接近于0，但是，作为整个示教轨迹的一部分，速度为0的部分是不满足实际工艺需求的，因此，有两种方案来实现拼接：一是对于速度为0的部分，重新赋予新的速度参数；二是将该部分前面若干个周期的点去掉。

其中，关于重新赋予新的速度参数的方法，实施人员可以根据需要设置新的可用的速度参数，本实施例在此主要说明第二种方案。请参照图3，图3为本实施例关于轨迹拼接的示意图，如图3所示，我们需要实现轨迹段Si与Si+1的拼接，如上所述，需要将Si中最后一百个周期（实施人员可以根据需要设置不同的周期数目）内的点以及Si+1中前一百个周期内的点舍弃掉，假设轨迹段Si的最后一个点为Pi，轨迹段Si+1的第一个点为Pi+1，分别获取两个点的位置信息、速度信息与加速度信息，并针对Pi与Pi+1进行衔接，即可实现轨迹段之间的拼接。

作为其中一种实施方式，上述轨迹规划方法可以为PTP轨迹规划方法，本实施例通过PTP轨迹规划方法，对机器人的关节位置进行轨迹的规划，从而实现对轨迹段的连接。假设机器人有6个自由度（本申请的实施人员应当理解，由于机器人所要执行的作业不同，其自由度也是不同的，可能并不需要6个自由度），即代表机器人能够独立运动的关节数目为6，通过PTP轨迹规划方法，将需要拼接的关节位置连接起来，并将生成的中间点作为两段轨迹之间的衔接轨迹，从而实现轨迹的拼接。当然，除PTP外，本申请的实施人员也可以选择其他轨迹规划方法，能够实现轨迹规划的目的即可。

本实施例通过上述方案，提出了一种对两段（或多段）示教轨迹进行拼接的方案，具体通过获取所述第一示教轨迹、第二示教轨迹；提取所述第一示教轨迹中的拼接起始点，以及所述第二示教轨迹中的拼接结束点；基于所述拼接起始点以及拼接结束点，拼接所述第一示教轨迹与第二示教轨迹，得到拼接后的总轨迹。基于上述方案，示教人员能够将不同的示教轨迹拼接在一起，从而避免了重新编辑一整段新的示教轨迹，进而有效提高了机器人示教的效率。

进一步地，参照图4，图4为本申请示教轨迹处理方法第二实施例的流程示意图。本实施例提出了一种示教轨迹的编辑方法，所述方法用于将新轨迹插入到待编辑的示教轨迹中，所述边界方法包括：

步骤S100，获取所述新轨迹以及待编辑的示教轨迹；

具体地，示教轨迹的编辑作为一种处理方式，主要应用在示教人员完成一段轨迹的示教后，如果对其中一段轨迹不满意，通过轨迹编辑处理，可以很方便地对该段轨迹进行处理，而不必重新编辑整段轨迹，通过将重新编辑的过程视作在编辑起始点与编辑结束点之间插入一段新轨迹，即可实现重新编辑的目的。

步骤S200，提取所述待编辑的示教轨迹中的编辑起始点与编辑结束点；

具体地，在实际场景中，本实施例所提出的方案，针对轨迹之中某一小段轨迹的重新编辑（本申请实施人员应该明白，当重新编辑的范围包括整段轨迹时，那么只需对整段轨迹进行重新编辑即可，这种情况不在本实施例的适用范围内，本实施例中的待编辑轨迹为完整轨迹之中的一小段），提取出上述需要重新编辑的示教轨迹的起始点与结束点，作为上述编辑起始点与编辑结束点。

步骤S300，基于所述编辑起始点与编辑结束点，插入所述新轨迹，得到编辑后的示教轨迹。

具体地，步骤S300包括：提取所述编辑起始点与编辑结束点的点位信息，其中，所述点位信息包括：位置信息、速度信息以及加速度信息；基于所述点位信息，通过预设的轨迹规划方法，将所述新轨迹插入至所述编辑起始点与编辑结束点之间，得到编辑后的示教轨迹，其中，所述轨迹规划方法包括：PTP轨迹规划方法。

更为具体地，如上所述，本实施例所采用的轨迹编辑处理的方案是将新编辑轨迹插入到已有的待编辑轨迹中实现的，因此需要提取出编辑起始点与编辑结束点的点位信息，包括：位置信息、速度信息和加速度信息，关于新编辑轨迹插入的方法，参照图5，图5为本实施例关于新轨迹插入的示意图，如图5所示，假设待编辑的轨迹段是Si，首先需要在Si中确定编辑起始点Pstart以及编辑结束点Pend，假设Qi是用户需要插入的新轨迹，现在要将Qi插入到点Pstart以及Pend之间，此时需要将Qi的前一百个周期内以及后一百个周期内的点舍弃（可参考上述图4所示实施例的说明，在此不再赘述），得到新的轨迹段Qi，然后将Qi的起始点和Pstart以PTP的轨迹规划方式连接起来，将Qi的终点与Pend以PTP的轨迹规划方式连接起来，最终完成轨迹段Si的编辑。当然，本申请实施人员也可以选择除PTP外的其他轨迹规划方式，本实施例在此不再赘述。

本实施例通过上述方案，具体通过获取信息轨迹以及待编辑的示教轨迹；提取所述待编辑的示教轨迹中的编辑起始点与编辑结束点；基于所述编辑起始点与编辑结束点，插入所述新轨迹，得到编辑后的示教轨迹。本实施例应用于示教人员需要对一段示教轨迹进行重新编辑的场景，通过上述步骤，示教人员能够将重新设置的新轨迹插入到原有的待编辑的示教轨迹中，从而避免了重新编辑一整段示教轨迹的繁琐，进而提高了机器人示教的效率。

进一步地，参照图6，图6为本申请示教轨迹处理方法第三实施例的流程示意图。本实施例提出了一种示教轨迹的时间变更方法，所述方法用于轨迹时间的拉长或缩短，所述时间变更方法包括：

步骤S1000，获取时间待变更轨迹；

步骤S2000，提取所述时间待变更轨迹中的示教点按时间维度的分布信息；

具体地，对于轨迹时间变更处理，其具体实现方式是对某段轨迹的时间进行拉长或者缩短，其本质即是调整轨迹运动的速度（本申请的实施人员应该明白，如果要提高轨迹运行速度，那么需要缩短轨迹的时间，反之如果要降低轨迹运行速度，那么需要拉长轨迹的时间），最终即可实现对轨迹速度的全面控制处理。因此，需要首先获取该时间待变更轨迹中所有示教点位按时间维度分布的信息，包括示教点位在每个时间点对应的示教机器人的关节位置，根据这些关节位置信息，即可进一步得到时间拉长或缩短后的示教点位信息，从而实现轨迹时间的变更。

步骤S3000，基于所述分布信息，进行三次样条插值，构建得到三次样条曲线函数；

具体地，步骤S3000包括：基于所述分布信息，构建所述示教点的时间－位置坐标系，所述示教点的时间－位置坐标系以所述示教点的时间信息为横坐标轴，以所述示教点的机器人关节角为纵坐标轴；基于所述时间－位置坐标系，进行三次样条差值，构建得到所述三次样条曲线函数。

更为具体地，根据上述步骤中获取的示教点按时间维度的分布信息，可以进一步构建出关于示教点的时间－位置坐标系，该坐标系以时间点作为横坐标，以示教点位对应的示教机器人关节位置为纵坐标，设机器人有6个自由度，示教的轨迹点为P1、P2,......，Pi，Pi+1，......，Pn，其对应的各个关节的位置为Q1_1,Q1_2,......,Q1_i,Q1_i+1,......,Q1_n一直到Q6_1,Q6_2,......，Q6_i,Q6_i+1,......,Q6_n。并且设轨迹点对应的时间刻度为T1，T2，......Ti，Ti+1，......,Tn（注意每一个周期都是固定的时间段，例如1ms或者是4ms等），以上述时间刻度为横轴，关节角为纵轴作二阶连续的三次样条曲线（关于三次样条曲线函数的内容，可以参考上述技术术语中的内容，本实施例在此不再赘述），这样一来，不论是提高轨迹运行速度还是降低轨迹运行速度，都可以通过在时间轴上进行简单操作来实现。

步骤S4000，基于所述三次样条曲线函数，对所述时间待变更轨迹进行轨迹时间变更处理。

具体地，步骤S4000包括：设置时间变更倍率；基于所述三次样条曲线函数，依次提取在所述时间变更倍率下，每个周期的机器人关节角，得到轨迹时间变更后的示教轨迹。

更为具体地，本申请的实施人员可以根据预期达到的效果，设置时间变更的倍率，例如，要将一段轨迹的时间变更为原先的n倍，那么设置时间变更倍率为n，根据该时间变更倍率，依次取上述步骤中构建的三次样条曲线函数的对应周期，即可得到上述时间变更倍率对应的示教轨迹。

以上述步骤中所构建的三次样条曲线为例，在该曲线对应的时间轴上进行操作，在时间轴上取得设置的时间变更倍率下每个周期对应的关节角，即可得到时间变更后的时间变更轨迹。如图7所示，图7为本实施例关于轨迹时间缩放的示意图，图7包括第一坐标系与第二坐标系，第一坐标系为未经过时间变更的轨迹时间－位置坐标系，第二坐标系为时间变更（即进行了时间缩放）后的轨迹时间－位置坐标系，基于第二坐标系，我们要将某段轨迹提速到原来速度的120%，即时间变更倍率为1.2，设周期长度是T，那么当第一个周期来临时，我们在时间轴上取1.2*T周期处所对应的关节角；当第二个周期来临时，我们在时间轴上取1.2*2T周期处所对应的关节角，依次类推，最终得到轨迹时间变更处理后的示教轨迹。

本实施例通过上述方案，提出了一种示教轨迹的时间变更方法，具体通过获取时间待变更轨迹；提取所述时间待变更轨迹中的示教点按时间维度的分布信息；基于所述分布信息，进行三次样条差值，构建得到三次样条函数；基于所述三次样条函数，对所述时间待变更轨迹进行时间变更。本实施例应用于示教人员需要变更（提高或降低）一段示教轨迹的速度的场景，基于本实施例，示教人员可以通过构建示教点关于时间轴的三次样条函数，进而在坐标轴上提取新的时间周期下每个周期的机器人关节角，实现对轨迹时间的拉长或缩放，进一步完善了本申请关于示教轨迹处理的方案，从而提高了机器人示教的效率。

此外，本申请实施例还提出一种示教轨迹处理装置，所述示教轨迹处理装置包括：

示教轨迹拼接模块，用于拼接至少一段第一示教轨迹与至少一段第二示教轨迹；

示教轨迹编辑模块，用于将新轨迹插入到待编辑的示教轨迹中；

示教轨迹时间变更模块，用于轨迹时间的拉长或缩短。

本实施例实现示教轨迹处理的原理及实施过程，请参照上述各实施例，在此不再赘述。

此外，本申请实施例还提出一种终端设备，所述终端设备包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的示教轨迹处理程序，所述示教轨迹处理程序被所述处理器执行时实现如上所述的示教轨迹处理方法的步骤。

由于本示教轨迹处理程序被处理器执行时，采用了前述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有前述所有实施例的全部技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

此外，本申请实施例还提出一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有示教轨迹处理程序，所述示教轨迹处理程序被处理器执行时实现如上述实施例所述的示教轨迹拼接、编辑、时间变更方法的步骤。

由于本示教轨迹处理程序被处理器执行时，采用了前述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有前述所有实施例的全部技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

相比现有技术，本申请实施例提出的示教轨迹处理方法、装置、终端设备及存储介质，属于机器人示教技术领域，所述示教轨迹处理方法包括示教轨迹的拼接、编辑以及时间变更的方法，其中，所述示教轨迹的拼接方法用于拼接至少一段第一示教轨迹与至少一段第二示教轨迹，所述示教轨迹的编辑方法用于将新轨迹插入到待编辑的示教轨迹中，所述示教轨迹的时间变更方法用于轨迹时间的拉长或缩短。基于本申请方案，提出了三种对于示教轨迹的剪辑式处理的方案，分别解决轨迹拼接问题、轨迹编辑问题以及轨迹时间变更问题，从而实现了对示教轨迹的全面优化，解决了当前机器人示教过程中，由于缺乏有效的示教轨迹处理方案而导致的机器人示教效率低的问题。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。

上述本申请实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

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上述实施例方法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，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本申请的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，该计算机软件产品存储在如上的一个存储介质（如ROM/RAM、磁碟、光盘）中，包括若干指令用以使得一台终端设备（可以是手机，计算机，服务器，被控终端，或者网络设备等）执行本申请每个实施例的方法。

以上仅为本申请的优选实施例，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 (5)

1.一种示教轨迹的处理方法，其特征在于，所述处理方法包括拼接方法、编辑方法以及时间变更方法；

所述拼接方法用于拼接至少一段第一示教轨迹与至少一段第二示教轨迹，所述拼接方法包括：

获取所述第一示教轨迹、第二示教轨迹；

提取所述第一示教轨迹中的拼接起始点，以及所述第二示教轨迹中的拼接结束点，所述拼接起始点和所述拼接结束点对应的速度不为零；

提取所述拼接起始点和所述拼接结束点的点位信息，所述点位信息包括位置信息、速度信息以及加速度信息；

基于所述拼接起始点与拼接结束点的点位信息，通过预设的轨迹规划方法，连接得到所述第一示教轨迹与第二示教轨迹之间的衔接轨迹，其中，所述轨迹规划方法包括：PTP轨迹规划方法；

基于所述衔接轨迹，合并所述第一示教轨迹与第二示教轨迹，得到总轨迹；

所述编辑方法用于将新轨迹插入到待编辑的示教轨迹中，所述编辑方法包括：

获取所述新轨迹以及待编辑的示教轨迹；

提取所述待编辑的示教轨迹中的编辑起始点与编辑结束点；

提取所述编辑起始点与编辑结束点的点位信息，其中，所述点位信息包括：位置信息、速度信息以及加速度信息；

基于所述点位信息，通过预设的轨迹规划方法，将所述新轨迹插入至所述编辑起始点与编辑结束点之间，得到编辑后的示教轨迹，其中，所述轨迹规划方法包括：PTP轨迹规划方法，所述新轨迹的两个端点对应的速度不为零；

所述时间变更方法用于轨迹时间的拉长或缩短，所述时间变更方法包括：

获取时间待变更轨迹；

提取所述时间待变更轨迹中的示教点按时间维度的分布信息；

基于所述分布信息，进行三次样条插值，构建得到三次样条曲线函数；

设置时间变更倍率；

基于所述三次样条曲线函数，依次提取在所述时间变更倍率下，每个周期的机器人关节角，得到轨迹时间变更后的示教轨迹。

2.如权利要求1所述的示教轨迹的处理方法，其特征在于，所述基于所述分布信息，进行三次样条插值，构建得到三次样条曲线函数的步骤包括：

基于所述分布信息，构建所述示教点的时间－位置坐标系，所述示教点的时间－位置坐标系以所述示教点的时间信息为横坐标轴，以所述示教点的机器人关节角为纵坐标轴；

基于所述时间－位置坐标系，进行三次样条插值，构建得到所述三次样条曲线函数。

3.一种示教轨迹处理装置，其特征在于，所述示教轨迹处理的装置包括：

示教轨迹拼接模块，用于拼接至少一段第一示教轨迹与至少一段第二示教轨迹；

示教轨迹编辑模块，用于将新轨迹插入到待编辑的示教轨迹中；

示教轨迹时间变更模块，用于轨迹时间的拉长或缩短；

所述示教轨迹拼接模块，还用于获取所述第一示教轨迹、第二示教轨迹；提取所述第一示教轨迹中的拼接起始点，以及所述第二示教轨迹中的拼接结束点，所述拼接起始点和所述拼接结束点对应的速度不为零；提取所述拼接起始点和所述拼接结束点的点位信息，所述点位信息包括位置信息、速度信息以及加速度信息；基于所述拼接起始点与拼接结束点的点位信息，通过预设的轨迹规划方法，连接得到所述第一示教轨迹与第二示教轨迹之间的衔接轨迹，其中，所述轨迹规划方法包括：PTP轨迹规划方法；基于所述衔接轨迹，合并所述第一示教轨迹与第二示教轨迹，得到总轨迹；

所述示教轨迹编辑模块，还用于获取所述新轨迹以及待编辑的示教轨迹；提取所述待编辑的示教轨迹中的编辑起始点与编辑结束点；提取所述编辑起始点与编辑结束点的点位信息，其中，所述点位信息包括：位置信息、速度信息以及加速度信息；基于所述点位信息，通过预设的轨迹规划方法，将所述新轨迹插入至所述编辑起始点与编辑结束点之间，得到编辑后的示教轨迹，其中，所述轨迹规划方法包括：PTP轨迹规划方法，所述新轨迹的两个端点对应的速度不为零；

所述示教轨迹时间变更模块，还用于获取时间待变更轨迹；提取所述时间待变更轨迹中的示教点按时间维度的分布信息；基于所述分布信息，进行三次样条插值，构建得到三次样条曲线函数；设置时间变更倍率；基于所述三次样条曲线函数，依次提取在所述时间变更倍率下，每个周期的机器人关节角，得到轨迹时间变更后的示教轨迹。

4.一种终端设备，其特征在于，所述终端设备包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的示教轨迹处理程序，所述示教轨迹处理程序被所述处理器执行时实现如权利要求1-2中任一项所述的示教轨迹的处理方法的步骤。

5.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有示教轨迹处理程序，所述示教轨迹处理程序被处理器执行时实现如权利要求1-2中任一项所述的示教轨迹的处理方法的步骤。

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