[发明专利]串联机器人运动控制方法及计算机存储介质

说明书

本发明公开了一种串联机器人运动控制方法及计算机存储介质，所述的控制方法是根据机器人的末端点和关节点位置信息去控制机器人达到目标点位置，包括步骤：(1)建立全局坐标系并确定目标点位置信息；(2)获取末端点和关节点的位置信息；(3)计算各关节点所需角度信息；(4)采用PID方式分别控制各关节电机往目标方向转动；(5)检测末端和目标点之间的距离是否到达允许误差范围内，如果达到则停止转动，如果没有则回到步骤(2)执行。本方法克服了目前机器人控制方法中求解繁琐、控制效率低等问题，能够有效的降低运算和控制的复杂度，减轻控制器的负担。

技术领域

本发明涉及一种串联机器人运动控制方法及计算机存储介质，特别是涉及一种基于关节位置信息感知的串联机器人运动控制方法及计算机存储介质。

背景技术

当前机器人被广泛应用到人类生产生活的各个方面，随着机器人的普及，对机器人的性能要求也越来越高。性能的提高主要体现在灵活度和快速性。现有的机器人控制方法常基于D-H运动学模型，建立运动学的矩阵方程，然后把关节变量分离出来，从而求解。分离变量的求解过程随着自由度的增加而迅速变得极其复杂，计算量极大，无法克服多解问题，严重阻碍了机器人的实时性能和执行任务的效率。另一种常用方法是迭代求解，该方法的速度取决于迭代速度，精确度取决于迭代步长，实际使用中效果常常不理想，求解速度慢。

因此，目前亟需一种简单易操作的机器人控制方法，用与解决现有技术中的机器人控制方法存在的控制效率较低，求解过程过于繁琐的问题。

发明内容

发明目的：本发明要解决的技术问题是提供一种串联机器人运动控制方法及计算机存储介质，克服了目前机器人控制方法中求解繁琐、控制效率低等问题，能够有效的降低运算和控制的复杂度，减轻控制器的负担。

技术方案：本发明所述的串联机器人运动控制方法，根据机器人的末端点和关节点位置信息去控制机器人达到目标点位置，包括步骤：

(1)建立全局坐标系并确定目标点位置信息；

(2)获取末端点和关节点的位置信息；

(3)计算各关节点所需角度信息；

(4)采用PID方式分别控制各关节电机往目标方向转动；

(5)检测末端和目标点之间的距离是否到达允许误差范围内，如果达到则停止转动，如果没有则回到步骤(2)执行。

进一步的，所述步骤(1)具体包括以下步骤：

(1.1)以机器人的第一个关节点为坐标原点建立三维全局坐标系，Z轴垂直于机器人底座向上，X轴和Y轴根据右手法则确定，正视图为Z轴和Y轴形成的平面图；

(1.2)根据目标点的位置信息确定其在全局坐标系中的坐标(x_o，y_o，z_o)。

进一步的，所述步骤(2)的位置信息为末端点和关节点在全局坐标系中的坐标。

进一步的，所述步骤(3)具体包括以下步骤：

(3.1)计算关节点转动轴延长线与XY平面的夹角A，与ZY平面的夹角B，与XZ平面夹角C，选择A、B、C中角度最大夹角所对应的平面为参照平面，如果A＝B＝C则选择XY平面为参照平面；

(3.2)计算关节点和目标点连线在参照平面上的投影形成的向量[x_n，y_n]，计算关节点和末端点连线在参照平面上的投影形成的向量[x′_n，y′_n]；

(3.3)计算上述两向量之间的夹角θ_n(t)。

进一步的，所述步骤(4)具体包括以下步骤：