CN115302498A - 工程机械作业装置连续轨迹位姿的规划方法、规划装置、电子设备及存储介质 - Google Patents

工程机械作业装置连续轨迹位姿的规划方法、规划装置、电子设备及存储介质 Download PDF

Info

Publication number
CN115302498A
CN115302498A CN202210162642.6A CN202210162642A CN115302498A CN 115302498 A CN115302498 A CN 115302498A CN 202210162642 A CN202210162642 A CN 202210162642A CN 115302498 A CN115302498 A CN 115302498A
Authority
CN
China
Prior art keywords
track
planning
operation device
point
engineering mechanical
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202210162642.6A
Other languages
English (en)
Inventor
王发平
李俊宽
胡仁强
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shenzhen Haixing Zhijia Technology Co Ltd
Original Assignee
Shenzhen Haixing Zhijia Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shenzhen Haixing Zhijia Technology Co Ltd filed Critical Shenzhen Haixing Zhijia Technology Co Ltd
Priority to CN202210162642.6A priority Critical patent/CN115302498A/zh
Publication of CN115302498A publication Critical patent/CN115302498A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16—Programme controls
    • B25J9/1656—Programme controls characterised by programming, planning systems for manipulators
    • B25J9/1664—Programme controls characterised by programming, planning systems for manipulators characterised by motion, path, trajectory planning
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16—Programme controls
    • B25J9/1602—Programme controls characterised by the control system, structure, architecture
    • B25J9/161—Hardware, e.g. neural networks, fuzzy logic, interfaces, processor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16—Programme controls
    • B25J9/1628—Programme controls characterised by the control loop
    • B25J9/163—Programme controls characterised by the control loop learning, adaptive, model based, rule based expert control

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Artificial Intelligence (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • Fuzzy Systems (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • Numerical Control (AREA)

Abstract

本发明提供了一种工程机械作业装置连续轨迹位姿的规划方法、规划装置、电子设备及存储介质。其中，规划方法包括：步骤S10：将运动轨迹分解为多个轨迹段；步骤S20；读取某一轨迹段，进行速度规划；步骤S30：根据速度规划结果判断工程机械作业装置是否运动至轨迹段的平滑拐点，若是，则读取下一段轨迹段并进行运动学逆解输出关节角，若否，则进行位置插补，输出周期位置，并进行运动学逆解输出关节角。当工程机械作业装置运动至某一轨迹段的平滑拐点时，提前读取下一段轨迹，从而使得工程机械作业装置在整个运动轨迹上的运行更加流畅。并且运行的过程中同步进行运动学逆解输出关节角，实现了位置与姿态的同步调整，从而提高工作效率和速度。

Description

工程机械作业装置连续轨迹位姿的规划方法、规划装置、电子 设备及存储介质
技术领域
本发明涉及工程机械作业装置的控制技术领域，具体涉及一种工程机械作业装置的连续轨迹位姿的规划方法、规划装置、电子设备及存储介质。
背景技术
在工程机械的无人作业过程中，例如挖掘机的无人挖掘过程中，工作效率具有重大的意义，工作效率与工程机械作业装置的路径运动速度和连续性息息相关。而工程机械作业装置作业运动速度一般与实际的任务场景相关联，因此，在自动作业过程中，优化作业装置的运动位置和姿态的连续性就意义非凡。
在目前的一些技术和工程化的应用中，较少的涉及到对工程机械作业装置的工作轨迹进行连续性优化以提升挖掘机的工作效率，多采用模拟人工操作的方式来进行自动作业，或者对工作空间的轨迹进行分割，分段进行执行。但现有技术对段间的轨迹连续性优化不足，降低了工作速度。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的工程机械作业装置的轨迹规划连续性优化不足，导致工作效率低的缺陷，从而提供一种工程机械作业装置连续轨迹位姿的规划方法、规划装置、电子设备及存储介质。
为了解决上述问题，本发明提供了一种工程机械作业装置连续轨迹位姿的规划方法，包括：步骤S10：将运动轨迹分解为多个轨迹段；步骤S20；读取某一轨迹段，进行速度规划；步骤S30：根据速度规划结果判断工程机械作业装置是否运动至轨迹段的平滑拐点，若是，则读取下一段轨迹段并进行运动学逆解输出关节角，若否，则进行位置插补，输出周期位置，并进行运动学逆解输出关节角。
可选地，步骤S30中，平滑拐点的获得方式为：从轨迹段的起点至平滑拐点的距离占该轨迹段的总长度的百分之p，其中，p为预设值。
可选地，在步骤S20中，速度规划包括：步骤S21：获取运动约束；步骤S22：根据运动约束获得轨迹段的加速运动时间点、匀速运动时间点和减速运动时间点。
可选地，运动约束包括最大线速度、最大角速度、线加速度以及角加速度。
可选地，规划方法还包括：步骤S40：工程机械作业装置运行时，判断是否位于最后一段轨迹段且位于姿态变化点，若是，则进行位姿插补并计算当前周期位姿，若否，则进行位置插补，输出周期位置，并进行运动学逆解输出关节角；步骤S50：判断工程机械作业装置是否达到目标点，若是，则结束规划，若否，则进行位姿插补并计算当前周期位姿，直至工程机械作业装置达到终点。
可选地，进行位姿插补包括：步骤S101：对工程机械作业装置的姿态变化求解，得到姿态变化的终点，并得到姿态变化时间；步骤S102：根据姿态变化时间得到最后一端轨迹段的姿态变化点；步骤S103：根据姿态变化点和最后一段轨迹段的长度得到姿态插补的路径运动比例。
可选地，步骤S30包括：步骤S31：工程机械作业装置运动至轨迹段的平滑拐点后，读取下一段轨迹段并进行轨迹平滑；步骤S32：根据路径平滑过程输出的位置，进行运动学逆解输出关节角。
本实施例还提供了一种工程机械作业装置连续轨迹位姿的规划装置，包括：轨迹分解模块，用于将运动轨迹分解为多个轨迹段；速度规划模块，用于读取某一段轨迹，并进行速度规划；位姿输出模块，用于根据速度规划结果判断工程机械作业装置是否运动至轨迹段的平滑拐点，若是，则读取下一段轨迹段并进行运动学逆解输出关节角，若否，则进行位置插补，输出周期位置，并进行运动学逆解输出关节角。
本实施例还提供了一种电子设备，包括处理器和存储器，存储器存储有能够被处理器执行的计算机可执行指令，处理器执行计算机可执行指令以实现上述的规划方法的步骤。
本实施例还提供了一种存储介质，存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器运行时执行上述的规划方法的步骤。
本发明具有以下优点：
利用本发明的技术方案，上述的规划方法中，当工程机械作业装置运动至某一轨迹段的平滑拐点时，提前读取下一段轨迹，从而使得工程机械作业装置在整个运动轨迹上的运行更加流畅。同时，工程机械作业装置在运行的过程中同步进行运动学逆解输出关节角，实现了位置与姿态的同步调整，从而提高工作效率和速度。因此本发明的技术方案解决了现有技术中的工程机械作业装置的轨迹规划连续性优化不足，导致工作效率低的缺陷。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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示出了本发明的工程机械作业装置连续轨迹位姿的规划方法的控制流程示意图；
图2示出了图1中规划方法的进行速度规划的过程示意图；
图3示出了图1中规划方法的进行位姿插补的过程示意图；
图4示出了图1中规划方法的进行轨迹平滑的过程示意图；
图5示出了图1中规划方法的控制逻辑示意图；以及
图6示出了本发明的工程机械作业装置连续轨迹位姿的规划装置的结构示意图。
附图标记说明：
10、轨迹分解模块；20、速度规划模块；30、位姿输出模块。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明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。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
如图1和图5所述，本实施例的工程机械作业装置连续轨迹位姿的规划方法，包括：
步骤S10：将运动轨迹分解为多个轨迹段；
步骤S20；读取某一轨迹段，进行速度规划；
步骤S30：根据速度规划结果判断工程机械作业装置是否运动至轨迹段的平滑拐点，若是，则读取下一段轨迹段并进行运动学逆解输出关节角，若否，则进行位置插补，输出周期位置，并进行运动学逆解输出关节角。
利用本实施例的技术方案，上述的规划方法中，当工程机械作业装置运动至某一轨迹段的平滑拐点时，提前读取下一段轨迹，从而使得工程机械作业装置在整个运动轨迹上的运行更加流畅。同时，工程机械作业装置在运行的过程中同步进行运动学逆解输出关节角，实现了位置与姿态的同步调整，从而提高工作效率和速度。因此本实施例的技术方案解决了现有技术中的工程机械作业装置的轨迹规划连续性优化不足，导致工作效率低的缺陷。
在步骤S10中，需要先输入运动轨迹，运动轨迹包含N个路径坐标点(P0、P1......PN)，按照顺序构成N-1个轨迹段，每个轨迹段近似为直线段。
进一步地，上述步骤S20中的“速度规划”指的是：根据实际的需求，设置系统的运动约束(例如运动速度、加速度的限制)，然后获取从工作起点到终点的全部轨迹段。对于每一个轨迹段包含了一个加速、匀速、减速的过程。求解出每一段轨迹段的加速、匀速和减速的时间结束点，该三个时间点将轨迹段分成三段不同的速度，该过程称为速度规划。通过速度规划可以获得不同的时间下对应的速度值v＝f(t)。
在步骤S30中，对于“进行运动学逆解输出关节角”，具体而言，对一段轨迹段完成速度规划后，根据时间周期进行当前的速度计算，由速度增量求解每个周期的相对起点的距离，从而获得当前位置相对于轨迹段的运动比例。将该比例映射到不同的坐标轴下求得对应的坐标值，得到工程机械的作业装置的末端在笛卡尔空间的坐标，进行运动学逆解得到关节角度输出。
进一步地，在步骤S30中，平滑拐点的获得方式为：从轨迹段的起点至平滑拐点的距离占该轨迹段的总长度的百分之p，其中，p为预设值。
具体而言，求解每一段的轨迹段的平滑拐点的含义为：从某一轨迹段的起点到该点的路径长度占该轨迹段总长度的百分比p％，p为配置参数。
如图2所示，在本实施例的技术方案中，在步骤S20中，速度规划包括：
步骤S21：获取运动约束；
步骤S22：根据运动约束获得轨迹段的加速运动时间点、匀速运动时间点和减速运动时间点。
并且优选地，运动约束包括最大线速度、最大角速度、线加速度以及角加速度。
如上述所述，在轨迹规划开始时，根据场景需求，输入运动约束，包含运动过程中的最大线速度vl、最大角速度vr、线加速度al、角加速度ar。当然，本领域技术人员也可以根据实际需要输入其他的运动约束。
对由Pi构成的路径段，求解在该路径段上的加速时间结束点、匀速时间结束点和减速时间结束点分别为：Tia，Tiv，Tid。
进一步地，上述的Tia，Tiv，Tid计算方式为：
Tia＝vl/al
Tiv＝vl/al+(Li-al(vl/al)2/2)/vl
Tid＝2(vl/al)+(Li-al(vl/al)2/2)/vl
如图1所示，在本实施例的技术方案中，规划方法还包括：
步骤S40：工程机械作业装置运行时，判断是否位于最后一段轨迹段且位于姿态变化点，若是，则进行位姿插补并计算当前周期位姿，若否，则进行位置插补，输出周期位置，并进行运动学逆解输出关节角；
步骤S50：判断工程机械作业装置是否达到目标点，若是，则结束规划，若否，则进行位姿插补并计算当前周期位姿，直至工程机械作业装置达到终点。
具体而言，在步骤S40中，取最后一段轨迹段进行姿态的变化点计算，计算姿态变化时间tr，根据该时间，从最后一段轨迹段的终点倒推tr时间段的运动路径长度，从而得到姿态变化点。
当工程机械作业装置运动到最后一段轨迹段时，根据作业装置的姿态运动量和速度、加速度，计算作业装置姿态的运动时间，从最后一段的终点按照姿态运动时间倒推在进行姿态变化时，作业装置在最后一段路径上的位置，将该点设置为姿态变化点。当作业装置的位置运动到该点时进行姿态的运动，使得当作业装置的位置运动到终点时，姿态也运动到位，实现位置和姿态的同步调整。
进一步地，结合图5本领域技术人员可以理解，当工程机械作业装置运行时，在任意一段轨迹段的运行过程中，若判断没有到达当前轨迹段的平滑拐点，则需要判断该轨迹段是否为最后一段轨迹段，以及是否运动到了姿态变化点。
如图3所示，在本实施例的技术方案中，进行位姿插补包括：
步骤S101：对工程机械作业装置的姿态变化求解，得到姿态变化的终点，并得到姿态变化时间；
步骤S102：根据姿态变化时间得到组后一端轨迹段的姿态变化点；步骤S103：
根据姿态变化点和最后一段轨迹段的长度得到姿态插补的路径运动比例。
具体而言，在最后一段轨迹段的姿态变化点进行作业装置的姿态求解，该段的目标点的姿态变化的终点，求解出姿态的变化范围ΔR，求解姿态变化时间：
tr＝2(vr/ar)+(ΔR-ar(vr/ar)2/2)/vr；
由tr求解在最后一段路径上的姿态变化点，该变化点相对于最后一段的路径长度起点的距离为：
Figure BDA0003515443980000091
因此，可以求得进行姿态插补时的路径运动比例：q＝pr/Li
如图4和图5所示，在本实施例的技术方案中，步骤S30包括：
步骤S31：工程机械作业装置运动至轨迹段的平滑拐点后，读取下一段轨迹段并进行轨迹平滑；
步骤S32：根据路径平滑过程输出的位置，进行运动学逆解输出关节角。
具体而言，为保证工程机械作业装置运动的连续性，在进行某一段轨迹段运动时，当作业装置没有到达该轨迹段的终点，并处于路径中的某一点P1时，系统则进行下一段路径的读取并进行速度规划，根据规划结果得到下一段的轨迹段在当前周期下的位置P2，将P1和P2进行矢量叠加求解的当前周期的笛卡尔坐标，进行运动学逆解得到关节角度输出。
具体而言，上述的轨迹平滑方法为：
保存当前周期的位置P1＝(x,y,z)，根据下一段轨迹段的速度规划，得到当前周期下一段轨迹段的位置P2＝(x1,y1,z1),求解向量和P1+P2,得到当前周期的合位置(x2,y2,z2),结合姿态进行运动学逆解输出关节角度。
进一步地，当进入到最后一段路径的插补，同时满足q值的比例时，进行姿态的求解计算，输出位置插补点(x,y,z,rx,ry,rz),运动学逆解得到关节角度。
同时，当进入姿态变化时，记录当前周期下的位置，计算当前位置到终点的距离值，以当前点为起点开始计算，每个周期进行路径比例值计算k，根据k进行姿态的插补计算，然后求解合位姿，运动学逆解输出关节角。
基于上述描述和图5，本实施例的工程机械作业装置连续轨迹位姿的规划方法的的详细步骤如下：
1、参数初始化：根据场景需求，输入运动约束，包含运动过程中的最大线速度vl、最大角速度vr、线加速度al、角加速度ar；
2、输入轨迹段，轨迹包含N个路径坐标点，按照顺序构成N-1个路径直线段；
3、对由Pi、Pi+1构成的路径段，求解在该路径段上的加速时间结束点、匀速时间结束点和减速时间结束点分别为：Tia，Tiv，Tid；
4、求解每一段的路径的平滑拐点Pic，含义为：从该轨迹段的起点到该点的路径长度占该轨迹段总长度的百分比p％，p为配置参数；
5、取最后一段轨迹段进行姿态的变化点计算，计算姿态变化时间tr,根据该时间，从最后一段轨迹段的终点倒推tr时间段的运动路径长度，得到姿态变化的点；
6、读取路径Pi，进行速度规划，判断是否达到路径的拐点，没有到达拐点则进行位置插补，输出周期位置，运动学逆解输出关节角；
7、如果判断达到路径拐点，则读取下一段路径Pi+1，对该路径进行速度规划，输出下一段路径的插补位置点，与Pi当前周期的输出路径进行适量求和，输出合位置，运动学逆解输出关节角。
8、判断是否进入最后一段轨迹段，若否，则继续插补当前路段，若是，判断是否达到姿态变化点，若否，则继续插补当前路段，若是，则以最后一段轨迹段当前点为起点，终点为目标点，计算运动比例，根据比例进行姿态插补，求解姿态值，该姿态值与位置输出进行运动学逆解，求解关节输出角。
进一步地，以下以本实施例中的规划方法应用在无人挖掘机的铲斗作业作为举例，当然，本领域技术人员可以理解，上述的规划方法也可以应用在其他的工程机械作业装置的无人作业运行中。
将挖掘机运行轨迹进行参数初始化。根据场景需求，输入挖掘机运动约束，包含运动过程中的最大线速度vl、最大角速度vr、线加速度al、角加速度ar。输入挖掘机运行轨迹段，轨迹包含N个路径坐标点，按照顺序构成N-1个路径直线段。对由Pi、Pi+1构成的路径段，求解在该路径段上的加速时间结束点、匀速时间结束点和减速时间结束点分别为：Tia，Tiv，Tid。求解挖掘机运行中每一段的路径的平滑拐点Pic，含义为：从该轨迹段的起点到该点的路径长度占该轨迹段总长度的百分比p％，p为配置参数。取挖掘机运行轨迹最后一段轨迹段进行姿态的变化点计算，计算姿态变化时间tr,根据该时间，从最后一段轨迹段的终点倒推tr时间段的运动路径长度，得到姿态变化的点。读取路径Pi，进行速度规划，判断挖掘机是否达到路径的拐点，没有到达拐点则进行位置插补，输出周期位置，运动学逆解输出铲斗的关节角。如果判断达到路径拐点，则读取挖掘机下一段路径Pi+1，对该路径进行速度规划，输出下一段路径的插补位置点，与Pi当前周期的输出路径进行适量求和，输出合位置，运动学逆解输出铲斗的关节角。判断挖掘机是否进入最后一段轨迹段，若否，则继续插补当前路段，若是，判断挖掘机是否达到姿态变化点，若否，则继续插补当前路段，若是，则以最后一段轨迹段当前点为起点，终点为目标点，计算运动比例，根据比例进行姿态插补，求解姿态值，该姿态值与位置输出进行运动学逆解，求解铲斗的关节输出角。
如图6所示，本实施例还提供了一种工程机械作业装置连续轨迹位姿的规划装置，包括轨迹分解模块10、速度规划模块20以及位姿输出模块30。其中，轨迹分解模块10用于将运动轨迹分解为多个轨迹段。速度规划模块20用于读取某一段轨迹，并进行速度规划。位姿输出模块30用于根据速度规划结果判断工程机械作业装置是否运动至轨迹段的平滑拐点，若是，则读取下一段轨迹段并进行运动学逆解输出关节角，若否，则进行位置插补，输出周期位置，并进行运动学逆解输出关节角。
本领域技术人员可以理解，轨迹分解模块10用于执行上述的步骤S10，速度规划模块20用于执行上述步骤S20，位姿输出模块30用于执行上述的步骤S30。
进一步地，规划装置还包括速度规划模块，其中，速度规划模块用于获取运动约束，并根据运动约束获得所述轨迹段的加速运动时间点、匀速运动时间点和减速运动时间点。本领域技术人员可以理解，速度规划模块用于执行上述的步骤S21和步骤S22。
进一步地，位姿输出模块30还可以用于判断是否位于最后一段轨迹段且位于姿态变化点，若是，则进行位姿插补并计算当前周期位姿，若否，则进行位置插补，输出周期位置，并进行运动学逆解输出关节角。以及还可以用于判断工程机械作业装置是否达到目标点，若是，则结束规划，若否，则进行位姿插补并计算当前周期位姿，直至工程机械作业装置达到终点。
本领域技术人员可以理解，上述的位姿输出模块30还可以用于运行上述的步骤S40和步骤S50。
进一步地，规划装置还包括位姿插补模块，其中，位姿插补模块用于对工程机械作业装置的工作臂的姿态变化求解，得到姿态变化的终点，并得到姿态变化时间；根据姿态变化时间得到最后一端轨迹段的姿态变化点；根据姿态变化点和最后一段轨迹段的长度得到姿态插补的路径运动比例。本领域技术人员可以理解，位姿插补模块用于执行上述的步骤S101至S103。
进一步地，规划装置还包括轨迹平滑模块，轨迹平滑模块用于当工程机械作业装置运动至所述轨迹段的平滑拐点后，读取下一段轨迹段并进行轨迹平滑；根据路径平滑过程输出的位置，进行运动学逆解输出关节角。本领域技术人员可以理解，轨迹平滑模块用于执行上述的步骤S31和步骤S32。
本实施例还提供了一种电子设备，包括处理器和存储器，存储器存储有能够被处理器执行的计算机可执行指令，处理器执行计算机可执行指令以实现上述的规划方法的步骤。
本实施例还提供了一种存储介质，存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器运行时执行上述的规划方法的步骤。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种工程机械作业装置连续轨迹位姿的规划方法，其特征在于，包括：
步骤S10：将运动轨迹分解为多个轨迹段；
步骤S20；读取某一轨迹段，进行速度规划；
步骤S30：根据速度规划结果判断工程机械作业装置是否运动至所述轨迹段的平滑拐点，若是，则读取下一段轨迹段并进行运动学逆解输出关节角，若否，则进行位置插补，输出周期位置，并进行运动学逆解输出关节角。
2.根据权利要求1所述的规划方法，其特征在于，所述步骤S30中，所述平滑拐点的获得方式为：
从所述轨迹段的起点至所述平滑拐点的距离占该轨迹段的总长度的百分之p，
其中，所述p为预设值。
3.根据权利要求1所述的规划方法，其特征在于，在所述步骤S20中，所述速度规划包括：
步骤S21：获取运动约束；
步骤S22：根据运动约束获得所述轨迹段的加速运动时间点、匀速运动时间点和减速运动时间点。
4.根据权利要求3所述的规划方法，其特征在于，所述运动约束包括最大线速度、最大角速度、线加速度以及角加速度。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的规划方法，其特征在于，所述规划方法还包括：
步骤S40：工程机械作业装置运行时，判断是否位于最后一段轨迹段且位于姿态变化点，若是，则进行位姿插补并计算当前周期位姿，若否，则进行位置插补，输出周期位置，并进行运动学逆解输出关节角；
步骤S50：判断工程机械作业装置是否达到目标点，若是，则结束规划，若否，则进行位姿插补并计算当前周期位姿，直至工程机械作业装置达到终点。
6.根据权利要求5所述的规划方法，其特征在于，所述进行位姿插补包括：
步骤S101：对工程机械作业装置的工作臂的姿态变化求解，得到姿态变化的终点，并得到姿态变化时间；
步骤S102：根据姿态变化时间得到最后一端轨迹段的姿态变化点；
步骤S103：根据姿态变化点和最后一段轨迹段的长度得到姿态插补的路径运动比例。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的规划方法，其特征在于，所述步骤S30包括：
步骤S31：工程机械作业装置运动至所述轨迹段的平滑拐点后，读取下一段轨迹段并进行轨迹平滑；
步骤S32：根据路径平滑过程输出的位置，进行运动学逆解输出关节角。
8.一种工程机械作业装置连续轨迹位姿的规划装置，其特征在于，包括：
轨迹分解模块(10)，用于将运动轨迹分解为多个轨迹段；
速度规划模块(20)，用于读取某一所述轨迹段，并进行速度规划；
位姿输出模块(30)，用于根据速度规划结果判断工程机械作业装置是否运动至所述轨迹段的平滑拐点，若是，则读取下一段轨迹段并进行运动学逆解输出关节角，若否，则进行位置插补，输出周期位置，并进行运动学逆解输出关节角。
9.一种电子设备，其特征在于，包括处理器和存储器，所述存储器存储有能够被所述处理器执行的计算机可执行指令，所述处理器执行所述计算机可执行指令以实现如权利要求1至7任一项所述的规划方法的步骤。
10.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器运行时执行如权利要求1至7任一项所述的规划方法的步骤。
CN202210162642.6A 2022-02-22 2022-02-22 工程机械作业装置连续轨迹位姿的规划方法、规划装置、电子设备及存储介质 Pending CN115302498A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210162642.6A CN115302498A (zh) 2022-02-22 2022-02-22 工程机械作业装置连续轨迹位姿的规划方法、规划装置、电子设备及存储介质

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210162642.6A CN115302498A (zh) 2022-02-22 2022-02-22 工程机械作业装置连续轨迹位姿的规划方法、规划装置、电子设备及存储介质

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN115302498A true CN115302498A (zh) 2022-11-08

Family

ID=83855008

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210162642.6A Pending CN115302498A (zh) 2022-02-22 2022-02-22 工程机械作业装置连续轨迹位姿的规划方法、规划装置、电子设备及存储介质

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN115302498A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116330286A (zh) * 2023-03-28 2023-06-27 重庆智能机器人研究院 一种通过工业机器人动态轨迹和姿态规划抑制抖动的方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116330286A (zh) * 2023-03-28 2023-06-27 重庆智能机器人研究院 一种通过工业机器人动态轨迹和姿态规划抑制抖动的方法
CN116330286B (zh) * 2023-03-28 2023-11-07 重庆智能机器人研究院 一种通过工业机器人动态轨迹和姿态规划抑制抖动的方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111897216B (zh) 一种多运动段速度规划和插补方法
JP6766186B2 (ja) ロボット関節空間におけるポイントツーポイント移動の軌跡計画方法
CN105573253A (zh) 一种工业机器人群控系统及方法
CN102566511B (zh) 五轴数控系统刀心点插补路径插值方法
CN104786221A (zh) 一种基于以太网的开放式机械手控制方法
CN112975992B (zh) 一种误差可控的机器人轨迹同步优化方法
JP2017027501A (ja) 工作機械とロボットのリアルタイム干渉確認システム
CN107584474A (zh) 一种基于几何投影的球面关节双臂机器人协调运动方法
CN115302498A (zh) 工程机械作业装置连续轨迹位姿的规划方法、规划装置、电子设备及存储介质
CN111390902A (zh) 轨迹规划方法、轨迹规划装置、设备和存储介质
CN109773780B (zh) 机械臂的过渡路径的位姿同步方法及装置
CN111966047A (zh) 基于三角函数加减速控制的三轴微线段直接速度过渡方法
CN111633668B (zh) 一种用于机器人加工三维自由曲面的运动控制方法
CN111670093B (zh) 机器人的运动控制方法、控制系统和存储装置
CN116117796B (zh) 一种工业机器人姿态轨迹过渡与速度规划方法及系统
CN103901815A (zh) 数值控制装置和数值控制方法
CN113608496B (zh) 空间路径g2转接光顺方法、设备及计算机可读存储介质
CN113664839B (zh) 一种非实时与实时混合的工业机器人插补计算方法
CN115958597B (zh) 一种工业机器人连续姿态路径光顺方法及系统
CN113534743B (zh) 结合空间曲线插补算法的点胶机连续运动轨迹控制和优化方法
CN117901113A (zh) 残余振动控制方法、装置、设备及存储介质
CN113211443B (zh) 一种协作机器人柔顺控制方法、系统及装置
Wang et al. Time-optimal and smooth trajectory planning based on continuous pseudo-acceleration
US20230249347A1 (en) Path planning during execution of robot control
CN115748879A (zh) 挖掘机控制方法、装置、挖掘机和存储介质

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination