[发明专利]机械臂关节角度的确定方法、装置、存储介质及电子设备

说明书

本公开涉及一种机械臂关节角度的确定方法、装置、存储介质及电子设备，以精准地确定出机械臂各关节角度。该确定方法包括：获取目标机械臂各关节的长度信息和各关节的当前角度信息；根据所述各关节的长度信息和所述各关节的当前角度信息，确定所述目标机械臂末端关节的当前位置信息，以及所述目标机械臂的雅可比矩阵；根据预设的关节角度优化条件，构建关节角度代价函数；利用所述末端关节的当前位置信息、所述雅可比矩阵和所述关节角度代价函数，确定关节角度增量信息；利用所述关节角度增量信息更新所述各关节的当前角度信息，并重新执行所述确定所述目标机械臂末端关节的当前位置信息的步骤，直至所述末端关节的位置信息与目标位置一致。

技术领域

本公开涉及机器人控制技术领域，具体地，涉及一种机械臂关节角度的确定方法、装置、存储介质及电子设备。

背景技术

随着机器人技术的高速发展和社会工业化进程的加速，机器人逐渐参与到人类的活动中来，并日益成为人类的好帮手。机械臂也是机器人的重要的一种，由于它能完成多种多样的任务，如装配，搬运，焊接等等，还可以代替人类在一些危险的恶劣的工作环境中完成既定的任务等优势。它被广泛应用于工业制造、空间探索、国防科技等领域。

在机械臂的控制领域，机械臂按照给定的路径从一个位置运动至另一个位置，在整个运动过程中，需要实时计算每个关节的角度，进而通过控制电机的转动角度来确保机械臂中各个关节按照其对应的角度进行移动，最终使机械臂运动至目标位置完成任务。

发明内容

本公开的目的是提供一种机械臂关节角度的确定方法、装置、存储介质及电子设备，以精准地确定出机械臂各关节角度。

为了实现上述目的，本公开提供一种机械臂关节角度的确定方法，包括：

获取目标机械臂各关节的长度信息和各关节的当前角度信息；

根据所述各关节的长度信息和所述各关节的当前角度信息，确定所述目标机械臂末端关节的当前位置信息，以及所述目标机械臂的雅可比矩阵；

根据预设的关节角度优化条件，构建关节角度代价函数；

利用所述末端关节的当前位置信息、所述雅可比矩阵和所述关节角度代价函数，确定关节角度增量信息；

利用所述关节角度增量信息更新所述各关节的当前角度信息，并重新执行所述确定所述目标机械臂末端关节的当前位置信息的步骤，直至所述末端关节的位置信息与目标位置一致。

可选地，所述利用所述末端关节的当前位置信息、所述雅可比矩阵和所述关节角度代价函数，确定关节角度增量信息，包括：

根据所述末端关节的当前位置信息和上一次确定的所述末端关节的位置信息，确定所述末端关节的位置增量信息；

根据所述关节角度代价函数，确定关节角度的优化梯度方向；

根据所述位置增量信息、所述优化梯度方向和所述雅可比矩阵，确定关节角度增量信息。

可选地，所述根据所述位置增量信息、所述优化梯度方向和所述雅可比矩阵，确定关节角度增量信息，包括：

通过以下公式，确定关节角度增量信息：

δq＝J⁺δp+(I-J⁺J)η

其中，δq表征所述关节角度增量信息，J表征所述雅可比矩阵、J⁺表征所述雅可比矩阵的伪逆矩阵，I表征所述雅可比矩阵的单位矩阵，η表征所述优化梯度方向，δp表征所述末端关节的位置增量信息。

可选地，所述关节角度优化条件为目标关节的角度靠近所述目标关节的限位中心；

所述根据预设的关节角度优化条件，构建关节角度代价函数，包括：