[发明专利]多关节机构轨迹规划方法、装置、电子设备及存储介质

说明书

本发明涉及一种多关节机构轨迹规划方法、装置、电子设备及存储介质；方法包括：基于关节空间轨迹规划法确定出多关节机构末端由起始点A点向终止点B点运动过程中第一关节轨迹规划数据；基于广义逆矩阵法确定出多关节机构末端由起始点A点向终止点B点沿直线运动的第二关节轨迹规划数据；根据预设的运动提前量，基于第二关节轨迹规划数据规划多关节机构各关节的轨迹；实时判断轨迹规划中各关节角度值是否超出了关节角度极限值，是，对多关节机构各关节的轨迹中的关节姿态进行优化。本发明实现多关节机构末端的直线运动，解决在运动中关节角度超限的问题；对多种初始位型均能实现优化目的，从而降低优化难度。

技术领域

本发明涉及关节控制技术领域，具体而言，涉及一种多关节机构轨迹规划方法、装置、电子设备及存储介质。

背景技术

混凝土泵车臂架是一种冗余自由度串联的多关节机构，实现其末端由A点至B点的直线运动的关节轨迹规划，一直是行业难题。冗余自由度臂架的关节空间规划，可以实现臂架末端由A点至B点的运动，但是臂架末端的运动轨迹不是直线；基于梯度投影法，可以实现臂架末端的直线运动，但是容易造成关节角度超限，从而臂架末端不能到达B点。

因此，需要一种新的泵车臂架关节轨迹规划方法、装置、电子设备及存储介质。

在所述背景技术部分公开的上述信息仅用于加强对本发明的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种多关节机构轨迹规划方法、装置、电子设备及存储介质，可应用于混凝土泵车臂架，实现关节末端的直线运动，解决在运动中关节角度超限的问题。

本发明的其他特性和优点将通过下面的详细描述变得显然，或部分地通过本发明的实践而习得。

根据本发明的一方面公开了一种多关节机构轨迹规划方法，包括：

根据作业的起始点A和终止点B的多关节机构各关节姿态，基于关节空间轨迹规划法确定出多关节机构末端由起始点A点向终止点B点运动过程中第一关节轨迹规划数据；

根据多关节机构末端从起始点A至终止点B运动的末端速度，基于广义逆矩阵法确定出多关节机构末端由起始点A向终止点B点沿直线运动的第二关节轨迹规划数据；

根据预设的运动提前量，基于第二关节轨迹规划数据规划多关节机构各关节的轨迹，控制关节运动；实时判断所述多关节机构各关节的轨迹中各关节角度值是否超出了关节角度极限值，是，则结合第一关节轨迹规划数据，对所述多关节机构各关节的轨迹中的关节姿态进行优化。

进一步地，所述预设的运动提前量为多关节机构末端移动距离提前量L。

进一步地，对所述多关节机构各关节的轨迹中的关节姿态进行优化，包括：

当多关节机构末端运动到时间点t₁时，规划的第二关节轨迹规划数据已经达到时间点t₁+T_L，得到多关节机构的关节角Θ_i(t₁+T_L)；T_L为规划的多关节机构末端从时间点t₁起移动距离L所经历的时间；i＝1,…,N；N为多关节机构关节的数量；

实时检测规划的关节角Θ_i(t₁+T_L)是否超出了对应关节的极限值；是，则结合第一关节轨迹规划数据，基于梯度投影法优化多关节机构的关节角速度

对多关节机构角速度进行积分，确定出优化后的多关节机构末端由A点向B点沿直线运动的关节轨迹{Θ_yi(t)}，并下发至下位机控制关节运动。

进一步地，所述梯度投影法得到的多关节机构优化角速度