[发明专利]一种基于时间-空间特征的机器人示教轨迹生成方法在审
申请号: | 201410769110.4 | 申请日: | 2014-12-12 |
公开(公告)号: | CN104635714A | 公开(公告)日: | 2015-05-20 |
发明(设计)人: | 陈启军;尹晓川 | 申请(专利权)人: | 同济大学 |
主分类号: | G05B19/42 | 分类号: | G05B19/42 |
代理公司: | 上海科盛知识产权代理有限公司 31225 | 代理人: | 赵志远 |
地址: | 200092 *** | 国省代码: | 上海;31 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 基于 时间 空间 特征 机器人 轨迹 生成 方法 | ||
技术领域
本发明涉及一种应用于无人驾驶车辆和多关节机器人的轨迹生成技术,尤其是涉及一种基于时间-空间特征的机器人示教轨迹生成方法。
背景技术
机器人的轨迹规划,特别是对于高维多关节机器人的轨迹规划一直是机器人领域的重点和难点,传统机器人轨迹规划的方法可以分为基于采样的和基于优化的轨迹规划方法两种,这两种方法都需要定义一个合适的目标函数,用来优化所生成的轨迹。因此,目标函数实际上决定了生成轨迹的可行性。目标函数一般包含起始和目标状态,动力学与运动学模型,障碍物信息等。
示教学习,作为一种拟人的轨迹生成方法,通过学习示教轨迹,期望生成满足当前任务目标轨迹生成动态系统。对于示教学习来说,轨迹的适应性和泛化性决定了能否生成满足实际需要的轨迹。由于算法本身的限制,很多算法只能针对某种特定场合的应用,而且往往要求和示教轨迹在时间和空间上差别较小,否则并不能生成期望的轨迹。而且,对于自由度较多,需要多个关节自由度和示教轨迹组合时,一些经典算法往往无能为力。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于时间-空间特征的机器人示教轨迹生成方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现:
一种基于时间-空间特征的机器人示教轨迹生成方法,其特征在于,包括以下步骤:
1)通过操作机器人,等采样时间间隔记录机器人末端各个自由度的示教轨迹,并多次对同类轨迹进行示教;
2)对多条同种类型轨迹提取其共同的时间-空间特征,生成轨迹模板;
3)构建满足时间-空间特征的目标方程,并通过协变梯度下降法求解机器人运动轨迹;
4)将求得的运动轨迹作为参考轨迹,输入到机器人的执行机构,机器人通过自已控制器进行轨迹跟踪,使得生成的轨迹和参考轨迹相一致。
所述的生成轨迹模板具体为:
21)通过公式(1),生成M条示教轨迹的模板;
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