[发明专利]一种控制机器人拐弯的方法和系统

说明书

本发明实施例公开了一种控制机器人拐弯的方法和系统，属于机器人技术领域。该方法包括：步骤1：设置机器人拐弯时的回退长度参数和比例系数。步骤2：根据第一条轨迹和第二条轨迹的坐标、回退长度参数和比例系数获取机器人拐弯时的三次贝塞尔曲线。步骤3：控制机器人从第一条轨迹拐入三次贝塞尔曲线对应的轨迹，并经轨迹拐出至第二条轨迹，完成机器人的拐弯。本发明通过建立三次贝塞尔曲线，以使机器人从第一条轨迹运行至三次贝塞尔曲线对应的轨迹，再运行至第二条轨迹以完成机器人拐弯的技术方案，实现了快速且平滑的完成运行的技术效果。

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，特别涉及一种控制机器人拐弯的方法和系统。

背景技术

随着科学技术的不断发展，机器人的发展和应用成为一种必然的趋势。机器人也已经应用到工业等领域中，并带来了积极的应用效果。不管是机器人或是工业机器人，机器人本身呈现多自由度、多任务发展，精确高效的机器人拐弯区实现算法成为研究的热点。目前，国内外学者对于机器人拐弯区建模方法已经展开了深入的研究，其中有矢量插值法，该方法可以适用于大部分拐弯区问题；还包括最为经典的建模方法为圆弧算法，圆弧算法希望通过对拐弯前后轨迹的回退，在两者之间通过圆弧过渡。

在实现本发明的过程中，发明人发现至少存在如下问题：

1.轨迹不够平滑，缺乏通用性；

2.灵活度低，复杂度高；

3.不能应用于三维空间切线不相交的两段轨迹。

发明内容

本发明的目的是使机器人灵活的平滑的完成拐弯。

为实现上述目的，本发明提供了一种控制机器人拐弯的方法，机器人运行的第一条轨迹和第二条轨迹相交，该方法包括：步骤1：设置所述机器人拐弯时的回退长度参数和比例系数。步骤2：根据所述第一条轨迹和所述第二条轨迹的坐标、所述回退长度参数和所述比例系数获取所述机器人拐弯时的三次贝塞尔曲线。步骤3：控制所述机器人从所述第一条轨迹拐入所述三次贝塞尔曲线对应的轨迹，并经所述轨迹拐出至所述第二条轨迹，完成所述机器人的拐弯。

通过本实施例提供的技术方案，实现了机器人从第一运动轨迹平滑至三次贝塞尔曲线对应的轨迹，在平滑至第二运动轨迹。实现了灵活度高的拐弯技术效果。

优选地，步骤2具体包括：步骤21：根据所述第一条轨迹和所述第二条轨迹的坐标、所述回退长度参数和所述比例系数选取四个控制点。步骤22：根据四个所述控制点得到曲率。步骤23：根据所述曲率得到所述机器人拐弯时的所述三次贝塞尔曲线。

优选地，步骤21具体包括：步骤211：分别获取所述第一条轨迹的和所述第二条轨迹的起点坐标和终点坐标。步骤212：根据所述第一条轨迹的起点坐标和终点坐标、所述回退长度参数和所述比例系数计算得到所述第一条轨迹回退后的坐标，所述第一条轨迹回退后的坐标对应的点为第一控制点。步骤213：根据所述第二条轨迹的起点坐标和终点坐标、所述回退长度参数和所述比例系数计算得到所述第二条轨迹回缩后的坐标，所述第二条轨迹回缩后的坐标对应的点为第四控制点。步骤214：根据所述比例系数和所述第一条轨迹回退后的坐标，在所述第一条轨迹的以所述第一控制点为切点的切线上，靠近所述第一条轨迹和所述第二条轨迹交点的位置选取第二控制点。步骤215：根据所述比例系数和所述第二条轨迹回缩后的坐标，在所述第二条轨迹的以所述第四控制点为切点的切线上，靠近所述第一条轨迹和所述第二条轨迹交点的位置选取第三控制点。

优选地，步骤3具体包括：步骤31：根据所述第一条轨迹、所述三次贝塞尔曲线对应的轨迹和所述第二条轨迹，分别设置所述机器人在所述第一条轨迹上运行的拐弯前速度，所述机器人在所述三次贝塞尔曲线对应的轨迹上运行的拐弯时速度，所述机器人在所述第二条轨迹上运行的拐弯后速度。步骤32：根据所述拐弯前速度、拐弯时速度和拐弯后速度控制所述机器人从所述第一条轨迹拐入所述三次贝塞尔曲线对应的轨迹，并经所述轨迹拐出至所述第二条轨迹，完成所述机器人的拐弯。