[发明专利]一种动态调整机器人运行速度的轨迹规划方法及装置

权利要求书

1.一种动态调整机器人运行速度的轨迹规划方法，其特征在于，所述轨迹规划方法包括：

步骤一：根据全程运动学约束，当前速度、当前加速度以及当前速度约束，设计一个加速度置零运动，使得经此运动后，加速度为0并且能够满足当前速度约束，获得的加速度置零运动的急动度变化律作为第一急动度变化律；

步骤二：对加速度置零运动后的状态转移到目标状态的过程进行规划，获取第二急动度变化律，其中，所述状态包括：速度、加速度和位置；

步骤三：组合第一急动度变化律和第二急动度变化律，获取由当前状态转移到目标状态的第三急动度变化律，对第三急动度变化律进行连续积分得到加速度、速度以及位置随时间的变化规律，完成由当前状态转移到目标状态的轨迹规划；

所述步骤一中，全程运动学约束为：最大允许加速度大小a_max，最大允许急动度大小J_max；当前速度约束为：最大允许速度v_max且速度大于等于零；

所述步骤一，包括：

若当前速度约束能满足，所获取的第一急动度变化律Jt₁为：

其中，J_max是最大允许急动度，a_i为当前加速度；

若当前速度约束不能满足，且当时，所获取的第一急动度变化律Jt₁为：

其中，v_max为最大允许速度，a_m表示速度变化到v_max时的加速度且v_i为当前速度，v_c表示急动度保持J_max一段时间(a_max+a_i)/J_max之后达到的速度且

当时，所获取的第一急动度变化律Jt₁为：

其中，v_c1表示加速度由a_i按照最大允许急动度J_max线性减小到a_c时的速度且v_c2表示加速度由a_i按急动度-J_max线性减小到-a_max，再按照最大允许急动度J_max线性增加到a_c时的速度，且a_m1为v_c2v_max≤v_c1整个过程中达到的最小加速度且

2.根据权利要求1所述的一种动态调整机器人运行速度的轨迹规划方法，其特征在于，所述当前速度约束能满足包括：若逻辑表达式为真，则当前速度约束不能满足；其中，∨为逻辑或符号，∧为逻辑与符号。

3.根据权利要求1所述的一种动态调整机器人运行速度的轨迹规划方法，其特征在于，所述当前速度约束不能满足包括：若逻辑表达式为假，则当前速度约束能满足；其中，∨为逻辑或符号，∧为逻辑与符号。

4.一种动态调整机器人运行速度的轨迹规划装置，其特征在于，所述轨迹规划装置包括：

第一急动度变化律获取模块，用于根据全程运动学约束，当前速度、当前加速度以及当前速度约束，设计一个加速度置零运动，使得经此运动后，加速度为0并且能够满足当前速度约束，获得的加速度置零运动的急动度变化律作为第一急动度变化律；

第二急动度变化律获取模块，用于对加速度置零运动后的状态转移到目标状态的过程进行规划，获取第二急动度变化律，其中，所述状态包括：速度、加速度和位置；

轨迹规划模块，用于组合第一急动度变化律和第二急动度变化律，获取由当前状态转移到目标状态的第三急动度变化律，对第三急动度变化律进行连续积分得到加速度、速度以及位置随时间的变化规律，完成由当前状态转移到目标状态的轨迹规划；

所述全程运动学约束为：最大允许加速度大小a_max，最大允许急动度大小J_max；当前速度约束为：最大允许速度v_max且速度大于等于零；

所述第一急动度变化律获取模块，还用于：

若当前速度约束能满足，所获取的第一急动度变化律Jt₁为：

其中，J_max是最大允许急动度，a_i为当前加速度；

所述第一急动度变化律获取模块，还用于：

若当前速度约束不能满足，且当时，所获取的第一急动度变化律Jt₁为：

其中，v_max为最大允许速度，a_m表示速度变化到v_max时的加速度且v_i为当前速度，v_c表示急动度保持J_max一段时间(a_max+a_i)/J_max之后达到的速度且

当时，所获取的第一急动度变化律Jt₁为：

其中，v_c1表示加速度由a_i按照最大允许急动度J_max线性减小到a_c时的速度且v_c2表示加速度由a_i按急动度-J_max线性减小到-a_max，再按照最大允许急动度J_max线性增加到a_c时的速度，且a_m1为v_c2v_max≤v_c1整个过程中达到的最小加速度且