[发明专利]机器人示教轨迹复现方法、装置及计算机可读存储介质

说明书

本发明公开一种机器人示教轨迹复现方法，包括：获取编码器输出的机器人关节位置信息；对机器人关节位置信息进行运算，以获取机器人在笛卡尔空间内的位置序列；对机器人在笛卡尔空间内的位置序列进行运算，以获取连续的轨迹曲线。本发明机器人示教轨迹复现方法能够通过编码器实时记录机器人关节的位置信息，从而根据实时记录的位置信息得到与目标轨迹极为接近的复现轨迹。同时，还可对得到的笛卡尔空间位置序列进行高阶拟合，以完成连续轨迹的示教。以及，通过轨迹泛化算法实现同类型轨迹的自主生成，从而使得机器人可以通过示教后的学习，提升其在动态环境下的作业能力。此外，本发明还公开一种机器人示教轨迹复现装置和计算机可读存储介质。

技术领域

本发明涉及机器人领域，特别涉及一种机器人示教轨迹复现方法、装置及计算机可读存储介质。

背景技术

机器人是整合控制论、机械电子、计算机、材料和仿生学的产物，它既可接受人类指挥，也可运行预先编排的计算机程序，还可根据以人工智能技术制定的原则纲领行动，以协助或取代人类的工作。

机器人示教是机器人正常工作的重要一环，机器人示教大致可以分为在线示教和离线示教两种。其中，在线示教方法简单直接，是目前工业机器人的基本工作方式，但对于复杂的运动轨迹，将很难使用在线示教方法进行规划。离线示教则是在图形软件环境中，建立机器人几何模型，通过机器人几何模型控制和操作图形，规划出机器人的运动轨迹，然后生成相应的机器人控制程序，这种离线示教可在不影响机器人工作的情况下实现复杂空间运动轨迹的规划。

传统协作机器人可以通过拖动示教获取单个点位信息，并通过编程选择连接点位的轨迹，如直线以及关节曲线，最后生成用户期望的路径轨迹。但是，现有的机器人示教方法不能完整地记录轨迹的实时点位信息，更无法实现同类型轨迹的泛化，从而在一次示教后，可以通过轨迹学习完成类似轨迹的作业。

发明内容

本发明的主要目的在于提出一种机器人示教轨迹复现方法，以解决现有的机器人示教方法不能完整记录轨迹的实时点位信息的问题。

为实现上述目的，本发明提出一种机器人示教轨迹复现方法，该机器人示教轨迹复现方法包括：获取编码器输出的机器人关节位置信息；对所述机器人关节位置信息进行运算，以获取所述机器人在笛卡尔空间内的位置序列；对所述机器人在笛卡尔空间内的位置序列进行运算，以获取连续的轨迹曲线。

优选地，所述获取编码器输出的机器人关节位置信息包括：按照预设的采样周期，分别获取机器人的电机端编码器和减速机端编码器记录的关节位置信息。

优选地，所述对机器人关节位置信息进行运算，以获取所述机器人在笛卡尔空间内的位置序列包括：根据所述机器人关节位置信息，并通过运动学正解，以获取机器人在笛卡尔空间内的位置序列。

优选地，所述对机器人在笛卡尔空间内的位置序列进行运算，以获取连续的轨迹曲线包括：通过高阶位姿样条曲线对机器人的位置序列进行插值处理，以获取轨迹曲线方程：

其中，d_i为B样条曲线控制顶点，为3次B样条基函数。

优选地，所述机器人示教轨迹复现方法还包括：获取动态运动基元系统的系统参数；建立轨迹曲线的目标代价函数，并根据基于路径积分的策略提升方法对目标代价函数进行量化，以对所述系统参数进行更新；根据更新后的系统参数，生成新的轨迹曲线。

优选地，所述获取动态运动基元系统的系统参数包括：根据所述机器人的关节位置信息，建立所述关节的力与位置偏差的刚性特性关系；根据所述刚性特性关系与动态运动基元系统的映射关系，获取所述动态运动基元系统的系统参数。