[发明专利]机械臂控制方法、装置、作业控制设备及可读存储介质

说明书

本申请提供一种机械臂控制方法、装置、作业控制设备及可读存储介质，涉及机械臂控制技术领域。本申请在获取到仿人机械臂在当前时刻的实际关节角及待实现位姿后，会计算待实现位姿所在的关节平面相对于对应参考平面的原始臂角值和与原始臂角值对应的待校关节角集，而后计算待实现位姿相对于机械臂关节角度的逆向雅可比矩阵，并利用关节避奇异特征限定条件对逆向雅可比矩阵进行参数修正，从而结合修正后的逆向雅可比矩阵、实际关节角集以及待校关节角集，针对待实现位姿计算对应的目标关节角集，以在按照目标关节角集控制仿人机械臂运动时，使该仿人机械臂可在避开机械臂奇异位置的同时安稳地运动达到目标位姿，增强仿人机械臂的可操作性。

技术领域

本申请涉及机械臂控制技术领域，具体而言，涉及一种机械臂控制方法、装置、作业控制设备及可读存储介质。

背景技术

随着科学技术的不断发展，机械臂技术因具有极大的研究价值及应用价值受到了各行各业的广泛重视，人们对机械臂操作能力的要求也在不断增加，为此具有人体手臂结构特性的仿人机械臂便被设计出来，用以提升机械臂对复杂环境的适用性。而对仿人机械臂而言，因仿人机械臂存在多个关节的运动范围较窄，仿人机械臂在某些位姿状态下容易出现某些关节角度失速状况，导致该仿人机械臂无法准确且安全地到达某些目标位置。由此，对仿人机械臂来说，如何控制仿人机械臂避开奇异位形运动达到目标位姿，便是一项亟需解决的重要问题。

发明内容

有鉴于此，本申请的目的在于提供一种机械臂控制方法、装置、作业控制设备及可读存储介质，能够使仿人机械臂安稳地避开机械臂奇异位置运动达成目标位姿，增强仿人机械臂的可操作性。

为了实现上述目的，本申请实施例采用的技术方案如下：

第一方面，本申请提供一种机械臂控制方法，所述方法包括：

获取仿人机械臂在当前时刻的实际关节角集及待实现位姿，其中所述实际关节角集包括所述仿人机械臂各关节在当前时刻的实际关节角值；

确定与所述待实现位姿对应的参考平面，并计算所述待实现位姿所在的关节平面相对于所述参考平面的原始臂角值，以及与所述原始臂角值对应的待校关节角集，其中所述待校关节角集包括所述仿人机械臂各关节的与所述待实现位姿对应的待校关节角值；

计算所述待实现位姿相对于机械臂关节角度的逆向雅可比矩阵，并根据关节避奇异特征限定条件对计算出的逆向雅可比矩阵进行参数更新；

根据更新后的逆向雅可比矩阵、所述实际关节角集以及所述待校关节角集，针对所述待实现位姿计算满足所述关节避奇异特征限定条件的目标关节角集，其中所述目标关节角集包括所述仿人机械臂各关节针对所述待实现位姿需要表达出的目标关节角值；

按照所述目标关节角集对所述仿人机械臂各关节角度进行调整。

在可选的实施方式中，所述根据关节避奇异特征限定条件对计算出的逆向雅可比矩阵进行参数更新的步骤，包括：

对计算出的逆向雅可比矩阵进行奇异值分解，得到该逆向雅可比矩阵所对应的奇异值矩阵、特征值矩阵、左奇异向量矩阵及右奇异向量矩阵；

将所述特征值矩阵中的最小特征值与所述关节避奇异特征限定条件所包括的逆雅可比特征阈值进行比对，得到对应的特征比对结果；

计算所述最小特征值相对于所述逆雅可比特征阈值的特征比例，并根据所述特征比对结果、所述特征比例以及预设奇异调整值计算对应的奇异加载值；

将计算出的所述奇异加载值对计算出的奇异值矩阵进行参数变更，得到变更后的奇异值矩阵；

对所述左奇异向量矩阵、右奇异向量矩阵以及所述变更后的奇异值矩阵进行反向式奇异值分解处理，得到更新后的逆向雅可比矩阵。