[发明专利]一种机械臂运动规划方法、装置及机械臂

说明书

本申请提供一种机械臂运动规划方法、装置及机械臂，涉及智能机械控制技术领域。该方法包括：获取待抓取物的位置数据、碰撞体积信息和机械臂的末端执行器的位姿数据；根据位姿数据、待抓取物的位置数据和生长步数，确定出末端执行器的运动轨迹；在运动轨迹的基础上根据碰撞体积信息和障碍生长步数进行运动，得到末端执行器进行障碍生长的目标轨迹，其中，目标轨迹为机械臂进行运动规划的目标运动方案。该方法能够对机械臂的运动轨迹进行迭代计算，并结合待抓取物和障碍物的信息对机械臂的运动轨迹进行调整、规划和优化，有效地提高机械臂运动规划的稳定性和效率。

技术领域

本申请涉及智能机械控制技术领域，具体而言，涉及一种机械臂运动规划方法、装置及机械臂。

背景技术

随着人工智能和机械控制技术的快速发展，机器人在执行复杂任务时，冗余自由度机械臂越来越多的被应用到机器人中来完成各种较为复杂的任务，冗余自由度机械臂为即具有七个关节的机械臂，其具有七个自由度，相比六个关节的机械臂，额外的关节允许机械臂躲避某些特定的目标，便于末端执行器到达特定的位置，可以更加灵活的适应某些特殊工作环境。

目前对冗余自由度机械臂的使用中，由于冗余自由度机械臂没有解析的运动学逆解，因此冗余自由度机械臂的运动规划主要为基于采样的路径搜索算法，然后利用例如PRM（Probabilistic Roadmap，概率路线图）和RRT（Rapidly exploring Random Tree，快速扩展随机树）算法进行运动规划，然而由于在如PRM和RRT算法的使用中，用户无法对规划结果进行调整，因此每次规划的结果都不相同，导致冗余自由度机械臂的运动规划稳定性和规划效率较低，无法进入工业领域。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例的目的在于提供一种机械臂运动规划方法、装置及机械臂，以改善现有技术中存在的机械臂的运动规划的稳定性和效率较低的问题。

为了解决上述问题，第一方面，本申请实施例提供了一种机械臂运动规划方法，所述方法包括：

获取待抓取物的位置数据、碰撞体积信息和机械臂的末端执行器的位姿数据；

根据所述位姿数据、所述待抓取物的位置数据和生长步数，确定出所述末端执行器的运动轨迹；

在所述运动轨迹的基础上根据所述碰撞体积信息和障碍生长步数进行运动，得到所述末端执行器进行障碍生长的目标轨迹，其中，所述目标轨迹为所述机械臂进行运动规划的目标运动方案。

在上述实现过程中，通过获取的所述位姿数据以及待抓取物的位置数据，让所述机械臂进行以生长步数为基础的生长，能够通过迭代计算获取机械臂的所述末端执行器生长时的所述运动轨迹。通过所述运动轨迹以及碰撞体积信息，让所述机械臂进行以障碍生长步数为基础的障碍生长，通过迭代计算获取所述末端执行器障碍生长时的所述目标轨迹，所述目标轨迹为所述机械臂运动规划的结果，得到运动规划的目标运动方案，能够对机械臂的运动轨迹进行有效地计算和调整，并结合待抓取物和障碍物的信息对机械臂的运动轨迹进行优化，从而提高机械臂运动规划的稳定性和效率。

可选地，所述运动轨迹为忽略所述碰撞体积信息的轨迹；所述根据所述位姿数据、所述待抓取物的位置数据和生长步数，确定出所述末端执行器的运动轨迹，包括：

根据所述位姿数据、所述位置数据和生长步数，确定出所述末端执行器的初始轨迹；

判断所述初始轨迹是否满足碰撞约束条件；

若所述初始轨迹满足所述碰撞约束条件，则将所述初始轨迹作为所述运动轨迹。

在上述实现过程中，在确定出所述末端执行器的运动轨迹时，通过对获取的所述初始轨迹进行碰撞约束条件的判断，能够在满足所述碰撞约束条件时，以所述初始轨迹为所述运动轨迹，增加了所述运动轨迹的准确性。

可选地，在所述判断所述初始轨迹是否满足碰撞约束条件之后，所述方法还包括：