CN116690572A - 工业机器人的过渡轨迹规划方法、装置、终端设备及介质 - Google Patents
工业机器人的过渡轨迹规划方法、装置、终端设备及介质 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116690572A CN116690572A CN202310779387.4A CN202310779387A CN116690572A CN 116690572 A CN116690572 A CN 116690572A CN 202310779387 A CN202310779387 A CN 202310779387A CN 116690572 A CN116690572 A CN 116690572A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- track
- pose
- industrial robot
- transition
- section
- 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
Links
- 230000007704 transition Effects 0.000 title claims abstract description 158
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 52
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 15
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 8
- 230000000875 corresponding effect Effects 0.000 description 75
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 5
- 239000012636 effector Substances 0.000 description 5
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 5
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 238000004590 computer program Methods 0.000 description 2
- 238000009499 grossing Methods 0.000 description 2
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000011218 segmentation Effects 0.000 description 1
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
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P90/00—Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
- Y02P90/02—Total factory control, e.g. smart factories, flexible manufacturing systems [FMS] or integrated manufacturing systems [IMS]
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Robotics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Manipulator (AREA)
- Numerical Control (AREA)
Abstract
本发明公开了一种工业机器人的过渡轨迹规划方法、装置、终端设备及介质，该方法通过获取工业机器人的第一段轨迹对应的第一起点位姿和第一终点位姿，以及获取工业机器人的第二段轨迹对应的第二终点位姿，其中，第一段轨迹和第二段轨迹中的其中一个属于笛卡尔空间轨迹，另一个属于关节空间轨迹；基于第一起点位姿和第二终点位姿生成以第一终点位姿为中心的过渡轨迹；将过渡轨迹分割成多个直线轨迹，并基于多个直线轨迹各自对应的第三起点位姿和第三终点位姿对工业机器人进行笛卡尔空间轨迹规划。本发明实现了通过对工业机器人进行过渡轨迹规划以提高机器人的工作效率。
Description
技术领域
本发明属于机器人控制技术领域，尤其涉及一种工业机器人的过渡轨迹规划方法、装置、终端设备及介质。
背景技术
随着科技的快速发展，工业机器人在现代工业制造中起着至关重要的作用。
目前，在对工业机器人的运动轨迹进行规划时，通常采用笛卡尔空间轨迹和关节空间轨迹衔接的方式，而为了提高工业机器人的工作效率以及保证其工作稳定性，需要在相邻运动轨迹间进行路径的平滑过渡，但是现有对工业机器人的过渡轨迹规划方法大多为对相邻两段笛卡尔空间轨迹的过渡规划，或者对相邻两段关节空间轨迹的过渡规划，无法实现笛卡尔空间轨迹与关节空间轨迹之间的过渡规划。
综上，如何通过对工业机器人进行过渡轨迹规划以提高机器人的工作效率，已经成为机器人控制技术领域亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种工业机器人的过渡轨迹规划方法、装置、终端设备以及计算机可读存储介质。旨在实现通过对工业机器人进行过渡轨迹规划以提高机器人的工作效率。
为了实现上述目的，本发明提供一种工业机器人的过渡轨迹规划方法，所述工业机器人的过渡轨迹规划方法包括：
获取工业机器人的第一段轨迹对应的第一起点位姿和第一终点位姿，以及获取所述工业机器人的第二段轨迹对应的第二终点位姿，其中，所述第一段轨迹和所述第二段轨迹中的其中一个属于笛卡尔空间轨迹，另一个属于关节空间轨迹；
基于所述第一起点位姿和所述第二终点位姿生成以所述第一终点位姿为中心的过渡轨迹；
将所述过渡轨迹分割成多个直线轨迹，并基于多个所述直线轨迹各自对应的第三起点位姿和第三终点位姿对所述工业机器人进行笛卡尔空间轨迹规划。
可选地，所述基于所述第一起点位姿和所述第二终点位姿生成以所述第一终点位姿为中心的过渡轨迹的步骤，包括：
基于所述第一起点位姿对应的第一位置坐标和所述第二终点位姿对应的第二位置坐标，计算所述第一起点位姿和所述第二终点位姿之间的第一距离；
将所述第一距离与预设比值相乘，得到第二距离，并基于所述第二距离生成以所述第一终点位姿为中心的过渡轨迹。
可选地，所述基于所述第二距离生成以所述第一终点位姿为中心的过渡轨迹的步骤，包括：
在所述第一段轨迹上确定与第三位置坐标之间的距离为所述第二距离的第四位置坐标，其中，所述第三位置坐标为所述第一终点位姿对应的位置坐标；
在所述第二段轨迹上确定与第三位置坐标之间的距离为所述第二距离的第五位置坐标；
基于所述第四位置坐标和所述第五位置坐标生成以所述第一终点位姿为中心的过渡轨迹。
可选地，所述基于所述第四位置坐标和所述第五位置坐标生成以所述第一终点位姿为中心的过渡轨迹的步骤，包括：
获取所述第四位置坐标在所述第一段轨迹上对应的第四起点位姿；
获取所述第五位置坐标在所述第二段轨迹上对应的第四终点位姿；
从所述第一段轨迹上提取以所述第四起点位姿为起点，以所述第一终点位姿为终点的第一轨迹；
从所述第二段轨迹上提取以所述第一终点位姿为起点，以所述第四终点位姿为终点的第二轨迹；
基于所述第一轨迹和所述第二轨迹生成以所述第一终点位姿为中点的过渡轨迹。
可选地，所述将所述过渡轨迹分割成多个直线轨迹的步骤，包括：
对所述过渡轨迹进行离散化处理，得到所述过渡轨迹对应的位姿点集；
基于预设步长从所述位姿点集中选取多个目标位姿点，并对多个所述目标位姿点进行线性拟合处理，得到多个直线轨迹。
可选地，所述基于多个所述直线轨迹各自对应的第三起点位姿和第三终点位姿对所述工业机器人进行笛卡尔空间轨迹规划的步骤，包括：
基于所述工业机器人的正逆运动学求解器，计算所述直线轨迹的第三起点位姿和第三终点位姿各自对应的笛卡尔坐标；
基于所述工业机器人的逆运动学求解器对各所述笛卡尔坐标进行逆运算，得到工业机器人的关节角度变化量，以对所述工业机器人进行笛卡尔空间轨迹规划。
可选地，在所述基于多个所述直线轨迹各自对应的第三起点位姿和第三终点位姿对所述工业机器人进行笛卡尔空间轨迹规划的步骤之后，所述方法还包括：
基于所述关节角度变化量，控制所述工业机器人的末端操作器从所述第三起点位姿运动至所述第三终点位姿。
此外，为实现上述目的，本发明还提供一种工业机器人的过渡轨迹规划装置，所述工业机器人的过渡轨迹规划装置包括：
位姿获取模块，获取工业机器人的第一段轨迹对应的第一起点位姿和第一终点位姿，以及获取所述工业机器人的第二段轨迹对应的第二终点位姿，其中，所述第一段轨迹和所述第二段轨迹中的其中一个属于笛卡尔空间轨迹，另一个属于关节空间轨迹；
过渡轨迹模块，基于所述第一起点位姿和所述第二终点位姿生成以所述第一终点位姿为中心的过渡轨迹；
重新规划模块，将所述过渡轨迹分割成多个直线轨迹，并基于多个所述直线轨迹各自对应的第三起点位姿和第三终点位姿对所述工业机器人进行笛卡尔空间轨迹规划。
此外，为实现上述目的，本发明还提供一种终端设备，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工业机器人的过渡轨迹规划程序，所述终端设备的工业机器人的过渡轨迹规划程序被所述处理器执行时实现如上所述的工业机器人的过渡轨迹规划方法的步骤。
此外，为实现上述目的，本发明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工业机器人的过渡轨迹规划程序，所述工业机器人的过渡轨迹规划程序被处理器执行时实现如上所述的工业机器人的过渡轨迹规划方法的步骤。
本发明实施例提出的一种工业机器人的过渡轨迹规划方法、装置、终端设备以及计算机可读存储介质，所述方法通过获取工业机器人的第一段轨迹对应的第一起点位姿和第一终点位姿，以及获取所述工业机器人的第二段轨迹对应的第二终点位姿，其中，所述第一段轨迹和所述第二段轨迹中的其中一个属于笛卡尔空间轨迹，另一个属于关节空间轨迹；基于所述第一起点位姿和所述第二终点位姿生成以所述第一终点位姿为中心的过渡轨迹；将所述过渡轨迹分割成多个直线轨迹，并基于多个所述直线轨迹各自对应的第三起点位姿和第三终点位姿对所述工业机器人进行笛卡尔空间轨迹规划。
本发明实施例通过获取工业机器人的第一段轨迹的起点位姿和终点位姿以及第二段轨迹的终点位姿，其中，第一段轨迹属于笛卡尔空间轨迹和关节空间轨迹中的其中一个，第二段轨迹属于另一个，然后基于第一段轨迹的起点位姿和第二段轨迹的终点位姿，生成以第一段轨迹的终点位姿为中点的过渡轨迹，并对该过渡轨迹进行分割处理，得到多个直线轨迹，然后分别对各直线轨迹重新进行笛卡尔空间轨迹规划。如此，本发明通过利用适用于直线轨迹规划的笛卡尔空间轨迹规划方法对工业机器人的运动轨迹进行规划，起到了平滑机器人的过渡轨迹的作用，从而提高了工业机器人的工作效率。
附图说明
图1是本发明实施例方案涉及的终端设备硬件运行环境的设备结构示意图；
图2为本发明工业机器人的过渡轨迹规划方法第一实施例的步骤流程示意图；
图3为本发明工业机器人的过渡轨迹规划方法的一实施例所涉及的过渡轨迹规划整体流程示意图；
图4为本发明工业机器人的过渡轨迹规划装置一实施例的功能模块示意图。
本发明目的的实现、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发明，并不用于限定本发明。
参照图1，图1为本发明实施例方案涉及终端设备的硬件运行环境的设备结构示意图。
本发明实施例终端设备可以是应用于机器人控制技术领域的终端设备。具体地，该终端设备可以是集成有工业机器人系统的机器人、智能手机、PC(PerSonal Computer，个人计算机)、平板电脑、便携计算机等等。
如图1所示，该终端设备可以包括：处理器1001，例如CPU，通信总线1002，用户接口1003，网络接口1004，存储器1005。其中，通信总线1002用于实现这些组件之间的连接通信。用户接口1003可以包括显示屏(DiSplay)、输入单元比如键盘(Keyboard)，可选用户接口1003还可以包括标准的有线接口、无线接口。网络接口1004可选的可以包括标准的有线接口、无线接口(如Wi-Fi接口)。存储器1005可以是高速RAM存储器，也可以是稳定的存储器(non-volatile memory)，例如磁盘存储器。存储器1005可选的还可以是独立于前述处理器1001的存储装置。
本领域技术人员可以理解，图1中示出的终端设备结构并不构成对终端设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
如图1所示，作为一种计算机存储介质的存储器1005中可以包括操作系统、网络通信模块、用户接口模块以及工业机器人的过渡轨迹规划程序。
在图1所示的终端中，网络接口1004主要用于连接后台服务器，与后台服务器进行数据通信；用户接口1003主要用于连接客户端，与客户端进行数据通信；而处理器1001可以用于调用存储器1005中存储的工业机器人的过渡轨迹规划程序，并执行如下操作：
获取工业机器人的第一段轨迹对应的第一起点位姿和第一终点位姿，以及获取所述工业机器人的第二段轨迹对应的第二终点位姿，其中，所述第一段轨迹和所述第二段轨迹中的其中一个属于笛卡尔空间轨迹，另一个属于关节空间轨迹；
基于所述第一起点位姿和所述第二终点位姿生成以所述第一终点位姿为中心的过渡轨迹；
将所述过渡轨迹分割成多个直线轨迹，并基于多个所述直线轨迹各自对应的第三起点位姿和第三终点位姿对所述工业机器人进行笛卡尔空间轨迹规划。
可选地，处理器1001还可以用于调用存储器1005中存储的工业机器人的过渡轨迹规划程序，并执行如下操作：
基于所述第一起点位姿对应的第一位置坐标和所述第二终点位姿对应的第二位置坐标，计算所述第一起点位姿和所述第二终点位姿之间的第一距离；
将所述第一距离与预设比值相乘，得到第二距离，并基于所述第二距离生成以所述第一终点位姿为中心的过渡轨迹。
可选地，处理器1001还可以用于调用存储器1005中存储的工业机器人的过渡轨迹规划程序，并执行如下操作：
在所述第一段轨迹上确定与第三位置坐标之间的距离为所述第二距离的第四位置坐标，其中，所述第三位置坐标为所述第一终点位姿对应的位置坐标；
在所述第二段轨迹上确定与第三位置坐标之间的距离为所述第二距离的第五位置坐标；
基于所述第四位置坐标和所述第五位置坐标生成以所述第一终点位姿为中心的过渡轨迹。
可选地，处理器1001还可以用于调用存储器1005中存储的工业机器人的过渡轨迹规划程序，并执行如下操作：
获取所述第四位置坐标在所述第一段轨迹上对应的第四起点位姿；
获取所述第五位置坐标在所述第二段轨迹上对应的第四终点位姿；
从所述第一段轨迹上提取以所述第四起点位姿为起点，以所述第一终点位姿为终点的第一轨迹；
从所述第二段轨迹上提取以所述第一终点位姿为起点，以所述第四终点位姿为终点的第二轨迹；
基于所述第一轨迹和所述第二轨迹生成以所述第一终点位姿为中点的过渡轨迹。
可选地，处理器1001还可以用于调用存储器1005中存储的工业机器人的过渡轨迹规划程序，并执行如下操作：
对所述过渡轨迹进行离散化处理，得到所述过渡轨迹对应的位姿点集；
基于预设步长从所述位姿点集中选取多个目标位姿点，并对多个所述目标位姿点进行线性拟合处理，得到多个直线轨迹。
可选地，处理器1001还可以用于调用存储器1005中存储的工业机器人的过渡轨迹规划程序，并执行如下操作：
基于所述工业机器人的正逆运动学求解器，计算所述直线轨迹的第三起点位姿和第三终点位姿各自对应的笛卡尔坐标；
基于所述工业机器人的逆运动学求解器对各所述笛卡尔坐标进行逆运算，得到工业机器人的关节角度变化量，以对所述工业机器人进行笛卡尔空间轨迹规划。
可选地，处理器1001还可以用于调用存储器1005中存储的工业机器人的过渡轨迹规划程序，在所述基于多个所述直线轨迹各自对应的第三起点位姿和第三终点位姿对所述工业机器人进行笛卡尔空间轨迹规划的步骤之后，还执行如下操作：
基于所述关节角度变化量，控制所述工业机器人的末端操作器从所述第三起点位姿运动至所述第三终点位姿。
基于上述的终端设备，提出本发明工业机器人的过渡轨迹规划方法的各实施例。
请参照图2，图2为本发明工业机器人的过渡轨迹规划方法第一实施例的流程示意图。需要说明的是，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，本发明工业机器人的过渡轨迹规划方法当然也可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
在本发明工业机器人的过渡轨迹规划方法的第一实施例中，本发明工业机器人的过渡轨迹规划方法包括：
步骤S10，获取工业机器人的第一段轨迹对应的第一起点位姿和第一终点位姿，以及获取所述工业机器人的第二段轨迹对应的第二终点位姿，其中，所述第一段轨迹和所述第二段轨迹中的其中一个属于笛卡尔空间轨迹，另一个属于关节空间轨迹；
在本实施例中，终端设备分别获取工业机器人的第一段轨迹的起点位姿(以下称为第一起点位姿以示区分)和终点位姿(以下称为第一终点位姿以示区分)以及工业机器人的第二段轨迹的终点位姿(以下称为第二终点位姿以示区分)，其中，第一段轨迹和第二段轨迹中的其中一个属于笛卡尔空间轨迹，另一个属于关节空间轨迹。
示例性地，终端设备获取工业机器人的运动轨迹，选取笛卡尔空间轨迹与关节空间轨迹衔接的两段轨迹，即上述第一段轨迹和第二段轨迹，其中，在第一段轨迹为笛卡尔空间轨迹时，第二段轨迹为关节空间轨迹；在第一段轨迹为关节空间轨迹时，第二段轨迹为笛卡尔空间轨迹。然后，终端设备获取第一段轨迹的起点位姿和终点位姿，以及第二段轨迹的终点位姿，应当理解的是，由于第一段轨迹与第二段轨迹衔接，所以第一段轨迹的终点位姿即为第二段轨迹的起点位姿。
步骤S20，基于所述第一起点位姿和所述第二终点位姿生成以所述第一终点位姿为中心的过渡轨迹；
在本实施例中，终端设备基于第一起点位姿和第二终点位姿生成以第一终点位姿为中心的过渡轨迹。
示例性地，终端设备从第一段轨迹和第二段轨迹的衔接处提取以第一终点位姿对应的位置坐标为中心的过渡轨迹。
步骤S30，将所述过渡轨迹分割成多个直线轨迹，并基于多个所述直线轨迹各自对应的第三起点位姿和第三终点位姿对所述工业机器人进行笛卡尔空间轨迹规划。
在本实施例中，终端设备将过渡轨迹分割成多个直线轨迹，并基于各直线轨迹各自对应的起点位姿(以下称为第三起点位姿以示区分)和终点位姿(以下称为第三终点位姿以示区分)对工业机器人进行笛卡尔空间轨迹规划。
进一步地，在一种可行的实施例中，上述步骤S30中，“将所述过渡轨迹分割成多个直线轨迹”的步骤，包括：
步骤S301，对所述过渡轨迹进行离散化处理，得到所述过渡轨迹对应的位姿点集；
在本实施例中，终端设备对过渡轨迹进行离散化处理，得到过渡轨迹对应的位姿点集。
示例性地，终端设备对工业机器人的过渡轨迹进行离散化处理，将过渡轨迹上的点进行等距采样或自应采样，获得一系列点的集合，即上述位姿点集。
步骤S302，基于预设步长从所述位姿点集中选取多个目标位姿点，并对多个所述目标位姿点进行线性拟合处理，得到多个直线轨迹。
在本实施例中，终端设备基于预设步长从位姿点集中选取多个位姿点(以下称为目标位姿点以示区分)，然后对多个目标位姿点进行线性拟合处理，得到多个直线轨迹。
示例性地，终端设备以一定的步长(例如5个点或者10个点)为间隔，提取出多个位姿点，例如，若过渡轨迹对应的位姿点集中共20个位姿点，预设步长为5个点，则终端设备从位姿点集中提取出第1个位姿点、第5个位姿点、第10个位姿点、第15个位姿点和第20个位姿点，然后基于最小二乘法对第1个位姿点和第5个位姿点进行线性拟合处理，得到第一直线轨迹；对第5个位姿点和第10个位姿点进行线性拟合处理，得到第二直线轨迹；对第10个位姿点和第15个位姿点进行线性拟合处理，得到第三直线轨迹；对第15个位姿点和第20个位姿点进行线性拟合处理，得到第四直线轨迹。
进一步地，在一种可行的实施例中，上述步骤S30中，“基于多个所述直线轨迹各自对应的第三起点位姿和第三终点位姿对工业机器人进行笛卡尔空间轨迹规划”的步骤，包括：
步骤S303，基于所述工业机器人的正逆运动学求解器，计算所述直线轨迹的第三起点位姿和第三终点位姿各自对应的笛卡尔坐标；
在本实施例中，终端设备基于工业机器人的正逆运动学求解器，计算每个直线轨迹的第三起点位姿和第三终点位姿各自对应的笛卡尔坐标。
示例性地，终端设备通过机器人的正逆运动学求解器根据第三起点位姿和第三终点位姿计算对应的笛卡尔坐标，具体的，首先获取机器人的机械参数和坐标系信息。机械参数包括机械臂关节长度、连杆长度等，坐标系信息包括基座坐标系、工具负载坐标系等；根据机械参数和坐标系信息，构建机器人的正逆运动学模型；根据机器人当前的关节角度值，通过正运动学模型计算得到末端执行器的笛卡尔坐标，作为起点对应的笛卡尔坐标；根据机器人的终点位姿的关节角度值，通过正运动学模型计算得到末端执行器的笛卡尔坐标，作为终点对应的笛卡尔坐标。
步骤S304，基于所述工业机器人的逆运动学求解器对各所述笛卡尔坐标进行逆运算，得到工业机器人的关节角度变化量，以对所述工业机器人进行笛卡尔空间轨迹规划。
在本实施例中，终端设备通过工业机器人的逆运动学求解器对各笛卡尔坐标进行逆运算，得到工业机器人的关节角度变化量，以对工业机器人进行笛卡尔空间轨迹规划。
示例性地，终端设备通过工业机器人的逆运动学求解器对各笛卡尔坐标进行逆运算，得到工业机器人的各个关机的角度变化量。
进一步地，在一种可行的实施例中，在上述步骤S30之后，本发明工业机器人的过渡轨迹规划方法，还可以包括：
步骤A10，基于所述关节角度变化量，控制所述工业机器人的末端操作器从所述第三起点位姿运动至所述第三终点位姿。
在本实施例中，终端设备基于工业机器人的关节角度变化量，控制工业机器人的末端操作器从第三起点位姿运动至第三终点位姿。
示例性地，终端设备根据工业机器人的各关节各自对应的角度变化量，生成各关节各自对应的控制指令，并将该控制指令发送至相应的关节电机，以使关机电机根据控制指令执行相应动作，从而控制工业机器人的末端操作器从过渡轨迹的起点位姿运动至过渡轨迹的终点位姿，即上述第三终点位姿。
示例性地，如图3所示，过渡轨迹规划整体流程示意图，首先，终端设备获取工业机器人的第一段轨迹和第二段轨迹，其中，需要说明的是，第一段轨迹和第二段轨迹分别为笛卡尔空间轨迹和关节空间轨迹中的其中一个，然后，基于预设距离(即上述第二距离)从第一段轨迹和第二段轨迹中提取出衔接位置的过渡轨迹，对过渡轨迹进行分割处理，得到多个直线轨迹，然后分别对多个直线轨迹进行笛卡尔空间轨迹规划，以完成对过渡轨迹的重新规划。具体的，当控制工业机器人完成第一段轨迹和第二段轨迹的运动时，在过渡轨迹部分，基于重新规划后的轨迹对机器人进行运动控制，在其他轨迹部分，仍按照原有轨迹进行运动。
在本实施例中，本发明工业机器人的过渡轨迹规划方法通过分别获取工业机器人的第一段轨迹对应的第一起点位姿和第一终点位姿，以及工业机器人的第二段轨迹对应的第二终点位姿，其中，第一段轨迹和第二段轨迹中的其中一个属于笛卡尔空间轨迹，另一个属于关节空间轨迹；基于第一起点位姿和第二终点位姿生成以第一终点位姿为中心的过渡轨迹；对过渡轨迹进行离散化处理，得到过渡轨迹对应的位姿点集，基于预设步长从位姿点集中选取多个目标位姿点，然后对多个目标位姿点进行线性拟合处理，得到多个直线轨迹；基于工业机器人的正逆运动学求解器，计算每个直线轨迹的第三起点位姿和第三终点位姿各自对应的笛卡尔坐标，然后通过工业机器人的逆运动学求解器对各笛卡尔坐标进行逆运算，得到工业机器人的关节角度变化量，以对工业机器人进行笛卡尔空间轨迹规划；最后，基于工业机器人的关节角度变化量，控制工业机器人的末端操作器从第三起点位姿运动至第三终点位姿。
如此，本发明实施例通过获取工业机器人的第一段轨迹的起点位姿和终点位姿以及第二段轨迹的终点位姿，其中，第一段轨迹属于笛卡尔空间轨迹和关节空间轨迹中的其中一个，第二段轨迹属于另一个，然后基于第一段轨迹的起点位姿和第二段轨迹的终点位姿，生成以第一段轨迹的终点位姿为中点的过渡轨迹，并对该过渡轨迹进行分割处理，得到多个直线轨迹，然后分别对各直线轨迹重新进行笛卡尔空间轨迹规划。如此，本发明通过利用适用于直线轨迹规划的笛卡尔空间轨迹规划方法对工业机器人的运动轨迹进行规划，起到了平滑机器人的过渡轨迹的作用，从而提高了工业机器人的工作效率。
进一步地，基于上述本发明工业机器人的过渡轨迹规划方法的第一实施例，提出本发明工业机器人的过渡轨迹规划方法的第二实施例。
在本实施例中，上述步骤S20，可以包括：
步骤S201，基于所述第一起点位姿对应的第一位置坐标和所述第二终点位姿对应的第二位置坐标，计算所述第一起点位姿和所述第二终点位姿之间的第一距离；
在本实施例中，终端设备基于第一起点位姿对应的位置坐标(以下称为第一位置坐标以示区分)，和第二终点位姿对应的位置坐标(以下成为第二位置坐标以示区分)，计算出第一起点位姿和第二终点位姿之间的距离(以下称为第一距离以示区分)。
需要说明的是，位姿包括位置信息和姿态信息，可以从位姿中提取出机器人的位置信息，即位置坐标，并且，在分别提取出起点位姿的位置坐标和终点位姿的位置坐标后，可以根据两个位置坐标计算出起点与终点之间的距离，需要说明的是，该距离是空间内的距离。
步骤S202，将所述第一距离与预设比值相乘，得到第二距离，并基于所述第二距离生成以所述第一终点位姿为中心的过渡轨迹。
在本实施例中，终端设备将第一距离与预设比值相乘，得到一个新的距离(以下称为第二距离以示区分)，并基于第二距离生成以第一终点位姿为中心的过渡轨迹。
示例性地，终端设备计算出第一起点位姿和第二终点位姿之间的距离为1米，将该距离与预设比值1/10相乘，得到第二距离10厘米，然后根据第二距离生成以第一终点位姿为中心的过渡轨迹。
需要说明的是，本发明工业机器人的过渡轨迹规划方法将预设比值设置为1/10,应当理解的是，基于实际应用的不同设计需要，在不同可行的实施方式当中,上述预设比值可以是任何符合实际需求的数值，本发明工业机器人的过渡轨迹规划方法并不针对该预设比值的具体大小进行限定。
进一步地，在一种可行的实施例中，上述步骤S202中，“基于所述第二距离生成以所述第一终点位姿为中心的过渡轨迹”，可以包括：
步骤B10,在所述第一段轨迹上确定与第三位置坐标之间的距离为所述第二距离的第四位置坐标，其中，所述第三位置坐标为所述第一终点位姿对应的位置坐标；
在本实施例中，将第一终点位姿对应的位置坐标称为第三位置坐标，终端设备在第一段轨迹上确定与第三位置坐标之间的距离为第二距离的位置坐标(以下称为第四位置坐标以示区分)。
示例性地，在空间内确定一个以第三位置坐标为球心，以第二距离为半径的球体，将第一段轨迹与该球体表面相交的位置坐标作为第四位置坐标。
步骤B20,在所述第二段轨迹上确定与第三位置坐标之间的距离为所述第二距离的第五位置坐标；
在本实施例中，终端设备在第二段轨迹上确定与第三位置坐标之间的距离为第二距离的位置坐标(以下称为第五位置坐标以示区分)。
示例性地，在空间内确定一个以第三位置坐标为球心，以第二距离为半径的球体，将第二段轨迹与该球体表面相交的位置坐标作为第五位置坐标。
步骤B30,基于所述第四位置坐标和所述第五位置坐标生成以所述第一终点位姿为中心的过渡轨迹。
在本实施例中，终端设备基于第四位置坐标和第五位置坐标生成以第一终点位姿为中心的过渡轨迹。
进一步地，在一种可行的实施例中，上述步骤B30，包括：
步骤B301，获取所述第四位置坐标在所述第一段轨迹上对应的第四起点位姿；
在本实施例中，终端设备获取第四位置坐标在第一段轨迹上对应的位姿(以下称为第四起点位姿以示区分)。
步骤B302，获取所述第五位置坐标在所述第二段轨迹上对应的第四终点位姿；
在本实施例中，终端设备获取第五位置坐标在第二段轨迹上对应的位姿(以下称为第五终点位姿以示区分)。
步骤B303，从所述第一段轨迹上提取以所述第四起点位姿为起点，以所述第一终点位姿为终点的第一轨迹；
在本实施例中，终端设备从第一段轨迹上提取以第四起点位姿为起点，以第一终点位姿为终点的轨迹(以下称为第一轨迹以示区分)。
步骤B304，从所述第二段轨迹上提取以所述第一终点位姿为起点，以所述第四终点位姿为终点的第二轨迹；
在本实施例中，终端设备从第二段轨迹上提取以第一终点位姿为起点，以第四终点位姿为终点的轨迹(以下称为第二轨迹以示区分)。
步骤B305，基于所述第一轨迹和所述第二轨迹生成以所述第一终点位姿为中心的过渡轨迹。
在本实施例中，终端设备基于第一轨迹和第二轨迹生成以第一终点位姿为中心的过渡轨迹。
示例性地，上述工业机器人的过渡轨迹由第一轨迹和第二轨迹衔接而成。
在本实施例中，本发明工业机器人的过渡轨迹规划方法通过基于第一起点位姿对应的第一位置坐标，和第二终点位姿对应的第二位置坐标，计算出第一起点位姿和第二终点位姿之间的第一距离；将第一距离与预设比值相乘，得到第二距离；将第一终点位姿对应的位置坐标称为第三位置坐标，终端设备在第一段轨迹上确定与第三位置坐标之间的距离为第二距离的第四位置坐标，在第二段轨迹上确定与第三位置坐标之间的距离为第二距离的第五位置坐标；获取第四位置坐标在第一段轨迹上对应的第四起点位姿，获取第五位置坐标在第二段轨迹上对应的第五终点位姿；从第一段轨迹上提取以第四起点位姿为起点，以第一终点位姿为终点的第一轨迹，从第二段轨迹上提取以第一终点位姿为起点，以第四终点位姿为终点的第二轨迹；最终，基于第一轨迹和第二轨迹生成以第一终点位姿为中点的过渡轨迹。
如此，本发明通过在空间内构建一个以第一终点位姿为球心，以预设距离为半径的球体，基于第一段轨迹和第二段轨迹与球体表面的交点坐标确定了以第一终点位姿为中心的过渡轨迹。
此外，本发明实施例还提供一种工业机器人的过渡轨迹规划装置。
请参照图4，图4为本发明工业机器人的过渡轨迹规划装置一实施例的功能模块示意图，如图4所示，本发明工业机器人的过渡轨迹规划装置包括：
位姿获取模块10，用于获取工业机器人的第一段轨迹对应的第一起点位姿和第一终点位姿，以及获取所述工业机器人的第二段轨迹对应的第二终点位姿，其中，所述第一段轨迹和所述第二段轨迹中的其中一个属于笛卡尔空间轨迹，另一个属于关节空间轨迹；
过渡轨迹模块20，用于基于所述第一起点位姿和所述第二终点位姿生成以所述第一终点位姿为中心的过渡轨迹；
重新规划模块30，用于将所述过渡轨迹分割成多个直线轨迹，并基于多个所述直线轨迹各自对应的第三起点位姿和第三终点位姿对所述工业机器人进行笛卡尔空间轨迹规划。
可选地，过渡轨迹模块20，包括：
第一距离单元，用于基于所述第一起点位姿对应的第一位置坐标和所述第二终点位姿对应的第二位置坐标，计算所述第一起点位姿和所述第二终点位姿之间的第一距离；
第二距离单元，用于将所述第一距离与预设比值相乘，得到第二距离，并基于所述第二距离生成以所述第一终点位姿为中心的过渡轨迹。
可选地，第二距离单元，包括：
第四位置坐标子单元，用于在所述第一段轨迹上确定与第三位置坐标之间的距离为所述第二距离的第四位置坐标，其中，所述第三位置坐标为所述第一终点位姿对应的位置坐标；
第五位置坐标子单元，用于在所述第二段轨迹上确定与第三位置坐标之间的距离为所述第二距离的第五位置坐标；
过渡轨迹子单元，用于基于所述第四位置坐标和所述第五位置坐标生成以所述第一终点位姿为中心的过渡轨迹。
可选地，过渡轨迹子单元，还用于获取所述第四位置坐标在所述第一段轨迹上对应的第四起点位姿；获取所述第五位置坐标在所述第二段轨迹上对应的第四终点位姿；从所述第一段轨迹上提取以所述第四起点位姿为起点，以所述第一终点位姿为终点的第一轨迹；从所述第二段轨迹上提取以所述第一终点位姿为起点，以所述第四终点位姿为终点的第二轨迹；基于所述第一轨迹和所述第二轨迹生成以所述第一终点位姿为中点的过渡轨迹。
可选地，重新规划模块30，包括：
离散化处理单元，用于对所述过渡轨迹进行离散化处理，得到所述过渡轨迹对应的位姿点集；
线性拟合处理单元，用于基于预设步长从所述位姿点集中选取多个目标位姿点，并对多个所述目标位姿点进行线性拟合处理，得到多个直线轨迹。
可选地，重新规划模块30，还包括：
笛卡尔坐标单元，用于基于所述工业机器人的正逆运动学求解器，计算所述直线轨迹的第三起点位姿和第三终点位姿各自对应的笛卡尔坐标；
关节角度变化量单元，用于基于所述工业机器人的逆运动学求解器对各所述笛卡尔坐标进行逆运算，得到工业机器人的关节角度变化量，以对所述工业机器人进行笛卡尔空间轨迹规划。
可选地，本发明工业机器人的过渡轨迹规划装置，还包括：
控制模块，用于基于所述关节角度变化量，控制所述工业机器人的末端操作器从所述第三起点位姿运动至所述第三终点位姿。
本发明还提供一种计算机存储介质，该计算机存储介质上存储有工业机器人的过渡轨迹规划程序，上述工业机器人的过渡轨迹规划程序被处理器执行时实现如以上任一项实施例所述的工业机器人的过渡轨迹规划程序方法的步骤。
本发明计算机存储介质的具体实施例与上述本发明工业机器人的过渡轨迹规划程序方法各实施例基本相同，在此不作赘述。
本发明还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如以上任一项实施例所述的本发明工业机器人的过渡轨迹规划方法的步骤，在此不作赘述。
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。
上述本发明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所述的一个存储介质(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TWS耳机等)执行本发明各个实施例所述的方法。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明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，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种工业机器人的过渡轨迹规划方法，其特征在于，所述工业机器人的过渡轨迹规划方法包括：
获取工业机器人的第一段轨迹对应的第一起点位姿和第一终点位姿，以及获取所述工业机器人的第二段轨迹对应的第二终点位姿，其中，所述第一段轨迹和所述第二段轨迹中的其中一个属于笛卡尔空间轨迹，另一个属于关节空间轨迹；
基于所述第一起点位姿和所述第二终点位姿生成以所述第一终点位姿为中心的过渡轨迹；
将所述过渡轨迹分割成多个直线轨迹，并基于多个所述直线轨迹各自对应的第三起点位姿和第三终点位姿对所述工业机器人进行笛卡尔空间轨迹规划。
2.如权利要求1所述的工业机器人的过渡轨迹规划方法，其特征在于，所述基于所述第一起点位姿和所述第二终点位姿生成以所述第一终点位姿为中心的过渡轨迹的步骤，包括：
基于所述第一起点位姿对应的第一位置坐标和所述第二终点位姿对应的第二位置坐标，计算所述第一起点位姿和所述第二终点位姿之间的第一距离；
将所述第一距离与预设比值相乘，得到第二距离，并基于所述第二距离生成以所述第一终点位姿为中心的过渡轨迹。
3.如权利要求2所述的工业机器人的过渡轨迹规划方法，其特征在于，所述基于所述第二距离生成以所述第一终点位姿为中心的过渡轨迹的步骤，包括：
在所述第一段轨迹上确定与第三位置坐标之间的距离为所述第二距离的第四位置坐标，其中，所述第三位置坐标为所述第一终点位姿对应的位置坐标；
在所述第二段轨迹上确定与第三位置坐标之间的距离为所述第二距离的第五位置坐标；
基于所述第四位置坐标和所述第五位置坐标生成以所述第一终点位姿为中心的过渡轨迹。
4.如权利要求3所述的工业机器人的过渡轨迹规划方法，其特征在于，所述基于所述第四位置坐标和所述第五位置坐标生成以所述第一终点位姿为中心的过渡轨迹的步骤，包括：
获取所述第四位置坐标在所述第一段轨迹上对应的第四起点位姿；
获取所述第五位置坐标在所述第二段轨迹上对应的第四终点位姿；
从所述第一段轨迹上提取以所述第四起点位姿为起点，以所述第一终点位姿为终点的第一轨迹；
从所述第二段轨迹上提取以所述第一终点位姿为起点，以所述第四终点位姿为终点的第二轨迹；
基于所述第一轨迹和所述第二轨迹生成以所述第一终点位姿为中点的过渡轨迹。
5.如权利要求1所述的工业机器人的过渡轨迹规划方法，其特征在于，所述将所述过渡轨迹分割成多个直线轨迹的步骤，包括：
对所述过渡轨迹进行离散化处理，得到所述过渡轨迹对应的位姿点集；
基于预设步长从所述位姿点集中选取多个目标位姿点，并对多个所述目标位姿点进行线性拟合处理，得到多个直线轨迹。
6.如权利要求1所述的工业机器人的过渡轨迹规划方法，其特征在于，所述基于多个所述直线轨迹各自对应的第三起点位姿和第三终点位姿对所述工业机器人进行笛卡尔空间轨迹规划的步骤，包括：
基于所述工业机器人的正逆运动学求解器，计算所述直线轨迹的第三起点位姿和第三终点位姿各自对应的笛卡尔坐标；
基于所述工业机器人的逆运动学求解器对各所述笛卡尔坐标进行逆运算，得到工业机器人的关节角度变化量，以对所述工业机器人进行笛卡尔空间轨迹规划。
7.如权利要求6所述的工业机器人的过渡轨迹规划方法，其特征在于，在所述基于多个所述直线轨迹各自对应的第三起点位姿和第三终点位姿对所述工业机器人进行笛卡尔空间轨迹规划的步骤之后，所述方法还包括：
基于所述关节角度变化量，控制所述工业机器人的末端操作器从所述第三起点位姿运动至所述第三终点位姿。
8.一种工业机器人的过渡轨迹规划装置，其特征在于，所述工业机器人的过渡轨迹规划装置，包括：
位姿获取模块，获取工业机器人的第一段轨迹对应的第一起点位姿和第一终点位姿，以及获取所述工业机器人的第二段轨迹对应的第二终点位姿，其中，所述第一段轨迹和所述第二段轨迹中的其中一个属于笛卡尔空间轨迹，另一个属于关节空间轨迹；
过渡轨迹模块，基于所述第一起点位姿和所述第二终点位姿生成以所述第一终点位姿为中心的过渡轨迹；
重新规划模块，将所述过渡轨迹分割成多个直线轨迹，并基于多个所述直线轨迹各自对应的第三起点位姿和第三终点位姿对所述工业机器人进行笛卡尔空间轨迹规划。
9.一种终端设备，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工业机器人的过渡轨迹规划程序，所述工业机器人的过渡轨迹规划程序被所述处理器执行时实现如权利要求1至7中任一项所述的工业机器人的过渡轨迹规划方法的步骤。
10.一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工业机器人的过渡轨迹规划程序，所述工业机器人的过渡轨迹规划程序被处理器执行时实现如权利要求1至7中任一项所述的工业机器人的过渡轨迹规划方法的步骤。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310779387.4A CN116690572A (zh) | 2023-06-28 | 2023-06-28 | 工业机器人的过渡轨迹规划方法、装置、终端设备及介质 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310779387.4A CN116690572A (zh) | 2023-06-28 | 2023-06-28 | 工业机器人的过渡轨迹规划方法、装置、终端设备及介质 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN116690572A true CN116690572A (zh) | 2023-09-05 |
Family
ID=87839061
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202310779387.4A Pending CN116690572A (zh) | 2023-06-28 | 2023-06-28 | 工业机器人的过渡轨迹规划方法、装置、终端设备及介质 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN116690572A (zh) |
-
2023
- 2023-06-28 CN CN202310779387.4A patent/CN116690572A/zh active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Khan et al. | Obstacle avoidance and tracking control of redundant robotic manipulator: An RNN-based metaheuristic approach | |
| CN106346478A (zh) | 机械臂的控制方法和装置 | |
| CN106003034B (zh) | 一种主从式机器人控制系统及控制方法 | |
| JP2018020410A (ja) | レイアウト設定方法、およびレイアウト設定装置 | |
| CN103778301A (zh) | 一种基于虚拟样机技术的机械臂仿真方法 | |
| CN107671853B (zh) | 开放式机器人轨迹规划控制方法及系统 | |
| Fang et al. | Robot path and end-effector orientation planning using augmented reality | |
| CN115401699B (zh) | 工业机器人精度可靠性分析方法、装置、设备及存储介质 | |
| Rea Minango et al. | Combining the STEP-NC standard and forward and inverse kinematics methods for generating manufacturing tool paths for serial and hybrid robots | |
| CN115648228A (zh) | 工业机器人多源误差补偿方法、装置、设备及存储介质 | |
| He et al. | Haptic-aided robot path planning based on virtual tele-operation | |
| CA3130902A1 (en) | Weld line data generation device, welding system, weld line data generation method, and computer readable medium | |
| CN112045664A (zh) | 一种基于ros系统的通用机械臂控制器 | |
| CN109863472B (zh) | 机器人控制装置的编码方法、程序及机器人控制装置 | |
| CN106826814B (zh) | 一种机器人的运动控制方法和运动控制系统 | |
| Liu et al. | An augmented reality-assisted interaction approach using deep reinforcement learning and cloud-edge orchestration for user-friendly robot teaching | |
| CN105034000A (zh) | 一种基于cad导入的工业机器人图形化控制系统 | |
| CN116690572A (zh) | 工业机器人的过渡轨迹规划方法、装置、终端设备及介质 | |
| Rani et al. | A Human–Machine Interaction Mechanism: Additive Manufacturing for Industry 5.0—Design and Management | |
| Su et al. | Effective manipulation for industrial robot manipulators based on tablet PC | |
| Pashkevich et al. | Multiobjective optimization of robot motion for laser cutting applications | |
| CN113733107B (zh) | 机器人拖动示教的方法、机器人及计算机存储介质 | |
| KR101845079B1 (ko) | 대상물의 cad 형상을 이용한 로봇의 위치 및 트래킹 경로 생성 방법 | |
| Tzafestas | Teleplanning by human demonstration for VR-based teleoperation of a mobile robotic assistant | |
| JPH0944219A (ja) | ロボットシミュレータ装置 |
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 |