[发明专利]一种机械臂拼接路径规划方法及装置

权利要求书

1.一种机械臂路径规划的方法，其特征在于，包括：

确定机械臂起始点参数和目标点参数，根据所述起始点参数和所述目标点参数基于A*算法从预设轨迹库中搜索出机械臂从起始点运动到目标点的多个第一路径，其中，第一路径是指从起始点运动到目标点过程中任意相邻两节点之间的路径；

根据预设的拼接算法依次将所述第一路径进行有序拼接得到机械臂从起始点运动到目标点所对应的初始路径，验证所述初始路径是否满足碰撞检测；

若不满足，则调整所述初始路径得到调整后的路径，将调整后的路径作为机械臂的路径，其中，调整后的路径满足碰撞检测；其中，

根据预设的拼接算法依次将所述第一路径进行有序拼接得到机械臂的初始路径，包括：

确定每个所述第一路径的起点和终点，根据所述起点和终点从多个第一路径中确定出任意相邻的第二路径和第三路径，其中，第二路径的终点和第三路径的起点相同；

分别确定规划所述第二路径和所述第三路径所对应的加速度和规划时长，根据所述预设的拼接算法、所述加速度和所述规划时长确定出拼接加速度和拼接时长；

根据所述拼接加速度和所述拼接时长将所述第二路径和所述第三路径进行拼接得到拼接后的路径，其中，规划后的路径的起点为第二路径的起点，终点为第三路径的终点；

通过预设的拼接算法将所述拼接后的路径与下一相邻的第一路径进行拼接，直到将多个第一路径拼接到一起得到所述初始路径，其中，下一相邻的第一路径的起点与所述拼接后的路径的终点相同。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述预设的拼接算法、所述加速度和所述规划时长确定出拼接加速度和拼接时长，包括：

计算所述第二路径和所述第三路径所对应的加速度的最大值，将所述加速度的最大值作为所述拼接加速度；

根据所述第二路径所对应的加速度和规划时间计算所述第二路径所对应的第一速度，根据所述第三路径所对应的加速度和规划时间计算所述第三路径所对应的第二速度；

计算第一速度和所述第二速度之差的绝对值，根据所述绝对值和所述拼接加速度得到所述拼接时长。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第二路径和所述第三路径为空间关节路径规划方法、笛卡尔路径规划方法或曲线路径规划方法所规划得到的路径。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，若所述第二路径和所述第三路径为空间关节路径规划方法所规划得到的路径，根据所述拼接加速度和所述拼接时长对所述第二路径和所述第三路径进行拼接得到拼接后的路径，包括：

通过如下公式得到所述规划后的路径：

其中，θ(t)表示规划后的路径；θ₀表示第二路径的初始状态；表示第二路径的加速度；t_c1表示第二路径的加速段的时长；t_c2表示第二路径的匀速段的时长；t_f1表示第二路径的时长，t_f1＝t_c1+t_c2+t_c3，t_c3表示第二路径的减速段的时长；表示所述拼接加速度；t_b表示所述拼接时长； 表示第三路径的加速度；t_c4表示第三路径的加速段的时长；t_c6表示第三路径的减速段的时长；t_f2表示第三路径的时长，t_f2＝t_c4+t_c5+t_c6，t_c5表示第三路径的匀速段的时长；θ_f2表示第三路径的目标状态；t_Δ表示第二路径和第三路径的总时长与所述规划后的路径的总时长的差值。

5.如权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，验证所述初始路径是否满足碰撞检测，包括：

构建障碍物模型以及机械臂沿所述初始路径运动的外包络模型，判断所述外包络模型与所述障碍物模型是否满足预设条件；

若满足，则确定所述初始路径满足碰撞检测；否则，确定所述初始路径不满足碰撞检测。