[发明专利]机器人的逆运动学求解系统

权利要求书

1.一种机器人的逆运动学求解系统，用于基于输入的机器人的目标位姿值和自由度获得与所述目标位姿值对应的关节角度值，包括：

参数初始化模块，用于获得参数初始值，所述参数初始值包括关节角度初始值、位姿初始值以及所述位姿初始值相对于所述目标位姿值的误差初始值；

逆运动学调度器，用于基于所述目标位姿值执行判断，以决定是将当前的关节角度值选择作为与所述目标位姿值对应的关节角度值还是将当前的关节角度值发送给雅克比计算单元，其中，所述当前的关节角度值是来自于参数初始化模块的关节角度初始值或来自于参数选择器的关节角度值；

雅克比计算单元，用于基于接收的所述关节角度值获得雅克比矩阵及雅克比转置矩阵；

位姿更新单元，用于基于所述雅克比矩阵和雅克比转置矩阵获得多个新的关节角度值；

参数选择器，用于从所述多个新的关节角度值中选择一个并发送给逆运动学调度器。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述参数初始化模块包括：

用于生成关节角度初始值的随机信号发生器；

用于获得位姿初始值的三角平方计算器和矩阵乘法器；

用于获得误差初始值的加法器和三角平方计算器。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述逆运动学调度器通过将当前的关节角度值所对应的误差与预定阈值进行比较来决定是将当前的关节角度值选择作为与所述目标位姿值对应的关节角度值还是将当前的关节角度值发送给雅克比计算单元，其中，当前的关节角度值所对应的误差是指当前的关节角度值所对应的位姿值与所述目标位姿值之间的误差。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述雅克比计算单元包括用于获得雅克比矩阵及雅克比转置矩阵的三角平方计算器和矩阵乘法器。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述位姿更新单元包括：

参数计算器，用于计算前向参数；

变量更新模块，用于计算关节角度变量的增量；

寄存器，用于保存关节角度变量的增量；

位姿计算模块，用于根据关节角度变量的增量计算新的位姿值；

误差计算器，用于计算新的位姿值和所述目标位姿值的之间的误差；

控制器，用于控制变量更新模块、寄存器、位姿计算模块、误差计算器的执行。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述参数计算器采用矩阵乘法器来计算所述前向参数。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述矩阵乘法器是4*4矩阵乘法器。

8.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述位姿计算模块采用加法器和三角平方计算器来计算新的位姿。

9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述参数选择器包括：

用于比较多个关节角度值的比较器；

用于选择一个关节角度值的数据选择器。

10.根据权利要求1至9中的任一项所述系统，其特征在于，所述位姿更新单元是至少两个，用于执行并行计算。