[发明专利]一种机械臂路径规划的方法

权利要求书

1.一种机械臂路径的规划方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

(1)构建待规划的机械臂路径的价值函数L(s)：

其中，s为机械臂的任意路径，l(s)为路径s的总长度，q_i为路径s中任一点的机械臂第i个自由度的位移，n为自由度的总数量，和分别为第i个自由度的位移的速度和加速度的平方，为机械臂第i个自由度的位移奇点的坐标；公式中的四项分别表示机械臂末端运动的总长度、最大速度、最大加速度和机械臂与机械臂不可工作区域的距离的倒数，k₁、k₂、k₃和k₄为对公式中四项的加权平均参数；k₁、k₂、k₃和k₄由人为事先设定；

(2)将待规划的机械臂的初位置作为规划路径的起点，机械臂的目标位置作为规划路径的终点，从起点和终点之间随机选取多个中间点，利用三次样条插值方法，得到一条光滑的曲线s，将曲线s作为初始规划路径；

(3)根据步骤(1)的价值函数，采用内点法，通过下式对步骤(2)的初始规划路径s进行优化，得到一条使得价值函数局部最优的路径s^*：

s^*＝argmin L(s)

(4)对局部最优路径s^*上的任意一点进行判断，若任意一点落在与已知物体发生接触的区域内，则取消该局部最优路径s^*，返回步骤(2)，若任意一点为落在与已知物体发生接触的区域内，则保留该局部最优路径s^*，进行步骤(5)；

(5)设定循环次数，重复步骤(2)-步骤(4)，得到多条局部最优路径s^*，从多条局部最优路径s^*中选取价值函数最小的路径，作为最终机械臂规划路径。