[发明专利]机器人拖动示教轨迹生成方法

权利要求书

1.一种机器人拖动示教轨迹生成方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S1，在对机器人进行手持牵引示教的过程中接收由机器人的传感器采集的关节位置值，对该关节位置值进行滤波处理以消除高频抖动，并对滤波后的关节位置值进行差分处理，获取机器人的速度和加速度；

步骤S2，根据所述步骤S1中生成的关节位置值、速度和加速度，采用分段直线拟合的方式来逼近用户拖动示教轨迹，计算出所述机器人的轨迹信息在笛卡尔空间中的描述，包括：根据连续的关节位置值，通过机器人正解构成连续的笛卡尔空间位置P，并通过迭代拟合得到直线段；在直线段之间构建转弯区，实现直线段之间的平滑过渡；直线段的期望速度取示教曲线上该段路径的平均速度，笛卡尔空间的速度为V(t)＝Jac(t)*J_dot(t)，其中Jac(t)为对应时刻的雅克比矩阵，J_dot(t)为步骤S1中输出的关节角速度；

步骤S3，根据所述步骤S2得到的直线段、转弯区和速度，生成描述轨迹的用户程序文件，将用户拖动的轨迹转换成文本指令，以便于对已经示教完成的轨迹进行修改优化；

在所述步骤S1中，采用带阻滤波器和带通滤波器结合的方式，对所述关节位置值进行滤波处理，其中，带阻滤波器滤除人手特定频率的抖动，带通滤波器消除机器人关节摩擦力导致的高频抖动。

2.如权利要求1所述的机器人拖动示教轨迹生成方法，其特征在于，在所述步骤S1中，通过安装在机器人关节或电机端的编码器，采集关节位置值。

3.如权利要求1所述的机器人拖动示教轨迹生成方法，其特征在于，在所述步骤S2中，拟合得到直线段，包括如下步骤：

已知关节位置J(t)，通过机器人正解得到笛卡尔空间的位置P(t)＝FK(J(t))，通过连续的关节位置J构成连续的笛卡尔空间位置P，t为采集时间；

设直线段起点为F0，设直线段终点为F1，F1和F0均是P上的一点，F0与F1构成的直线为L，对fabs(L(t)-P(t))作积分，fabs为绝对值函数，积分结果代表了拟合直线与实际曲线之间的误差，当误差小于设定阈值时，F1为合理的直线段路径终点，通过在P上搜索合理的F1，不断迭代获取拟合直线段。

4.如权利要求1所述的机器人拖动示教轨迹生成方法，其特征在于，在所述步骤S2中，所述转弯区的半径根据前后直线段长度确定。

5.如权利要求1所述的机器人拖动示教轨迹生成方法，其特征在于，在所述步骤S3中，用户程序文件包括：MoveL P0、V100、Z20，其中P0为直线段目标位置，V100代表速度大小，Z20代表转弯区半径。