[发明专利]机器人路径规划有效性的检测方法、检测装置及计算机可读存储介质

权利要求书

1.一种机器人路径规划有效性的检测方法，其特征在于，包括如下步骤：

计算机械臂的运动路径；

重构机械臂的关节序列；

对特征值进行高斯平滑优化；

所述对特征值进行高斯平滑优化包括：

优化所有特征向量对应的第d个特征值构成的n个值λ_d＝[λ_0d,λ_1d,…,λ_nd]，λ_nd表示第n个样本的第d个特征值，

λ_d＝[λ_0d,λ_1d,…,λ_nd]得到新的其中平滑后的特征向量中的每个元素为实数，具体地，利用高斯过程对λ_d进行平滑，每个元素λ_nd平滑后的结果为：

其中，K(d,·)为行向量[k(d,0),k(d,1),…k(d,D)]，K(·,·)为N×N的核矩阵，λ_d为列向量，

λ_d＝[λ_0d,λ_1d,…,λ_nd]^T，I表示D×D的单位矩阵，(·)^-1表示矩阵的逆，函数k(r·p)定义为

r和p分别表示第r个样本特征向量和第p个样本特征向量，设置为0.2；

重构近似矩阵；

计算关节系列矩阵与近似矩阵之间的距离，并根据矩阵之间的距离与距离阈值的比较结果判断确定路径的有效性。

2.根据权利要求1所述的机器人路径规划有效性的检测方法，其特征在于，所述重构机械臂的关节序列包括：

将关节集合φ＝{φ₀,φ₁,...,φ_N}，写成矩阵形式，即

计算核矩阵K_ND的平均向量并均值化

计算协方差矩阵，且进行特征分解，

其中，V^-1表示特征矩阵，每列表示特征向量，∑表示对角矩阵，其对角元素为原矩阵V的特征值，T表示矩阵转置操作；N表示样本数，D表示机器人的关节数量；

重构每个焊枪末端姿态的反解关节为其中λ_nd表示第n个姿态下的第d个特征值；V_nd表示第n个样本的第d个特征向量。

3.根据权利要求1所述的机器人路径规划有效性的检测方法，其特征在于，所述重构近似矩阵包括：

重构每个焊枪末端姿态的反解关节φ_n为

其中λ_nd表示第n个样本的第d个特征值，V_nd表示第n个样本的第d个特征向量；

利用反解关节可对K_ND重新表述为

其中表示重构后的核矩阵，每个元素都是K_ND对应元素的近似表达。

4.根据权利要求1所述的机器人路径规划有效性的检测方法，其特征在于，所述计算关节系列矩阵与近似矩阵之间的距离，并根据矩阵之间的距离与距离阈值的比较结果判断确定路径的有效性方法包括:

计算两个矩阵K_ND和的距离D；其中Rank表示矩阵的秩；

比较距离D与距离阈值ThrD之间的关系，如果两个矩阵K_ND和的距离D小于距离阈值ThrD，则判断当前的机械臂的所持焊枪的路径规划有效，控制机械臂运行仿真轨迹；否则判断当前的机械臂路径规划无效，进行错误提示；

其中，距离阈值ThrD取值范围为[0,1]。

5.根据权利要求4所述的机器人路径规划有效性的检测方法，其特征在于，所述阈值ThrD取值为0.5。