[发明专利]一种机械臂任务级时间最优轨迹规划方法

权利要求书

1.一种机械臂任务级时间最优轨迹规划方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，规划出任意两点之间加工路径轨迹；

所述步骤1包括如下子步骤：

步骤11，通过三维视觉检测系统获得需要打磨的点云数据；

步骤12，避碰路径规划器初始化；

步骤13，采用BiTRRT避碰路径规划算法规划避碰路径；

步骤14，对规划的路径进行碰撞检测和机械臂轨迹规划；

步骤15，在设定的时间内重复步骤13、步骤14，保存所有成功规划的路径；

步骤16，选择时间最优的避碰轨迹；

步骤2，对加工路径轨迹进行重新排列，得到任务级时间最优加工路径轨迹；

所述步骤2对轨迹路径点进行重新排列的寻优算法采用模拟退火算法，包括如下子步骤：

步骤21，初始化冷却进度表参数，给定每一个参数的变化范围，在这个范围内随机选择一个初始路径m0，并计算相应的目标函数E(m0)；

步骤22，对轨迹点排序做一个扰动，产生新的排列顺序，计算相应的目标函数E(m)，得到ΔE＝E(m)-E(m0)；

步骤23，执行接受判定过程；若ΔE0，则新模型m被接受；若ΔE≤0，则新模型m按概率P＝exp(-ΔE/T)进行接受，T为当前温度；

当模型被接受时，置m0＝m；

步骤24，在温度T下，重复执行步骤22和23L次；

步骤25，缓慢降低温度T；

步骤26，重复步骤24和25，直至收敛结束；

步骤3，起始点重定位，将任务级时间最优加工路径轨迹转化为打磨机械臂可以执行的加工路径轨迹；

所述步骤3包括以下子步骤：

步骤31，搜索最优排列轨迹路径中距离机械臂初始位置最近的点；

步骤32，以机械臂初始位置最近的点为第一位置，重新顺次排列路径点。

2.如权利要求1所述的机械臂任务级时间最优轨迹规划方法，其特征在于，所述子步骤14碰撞检测采用FCL算法。

3.如权利要求1所述的机械臂任务级时间最优轨迹规划方法，其特征在于，所述子步骤14机械臂轨迹规划采用TRAC-IK计算冗余度机器人的逆运动学解。

4.如权利要求3所述的机械臂任务级时间最优轨迹规划方法，其特征在于，所述子步骤14在计算冗余度机器人的逆运动学解之前在规划出的避碰路径上插入密集的点。

5.如权利要求1所述的机械臂任务级时间最优轨迹规划方法，其特征在于，所述步骤21中目标函数E是以总时间最少为目标函数。

6.如权利要求1所述的机械臂任务级时间最优轨迹规划方法，其特征在于，所述步骤25中T呈几何规律降低。

7.如权利要求1所述的机械臂任务级时间最优轨迹规划方法，其特征在于，所述步骤26中结束的条件为T0.001。