[发明专利]一种机器人控制方法、装置、终端设备及存储介质

说明书

本申请适用于机器人技术领域，提供一种机器人控制方法、装置、终端设备及存储介质，通过根据第k时刻的末端位置和关节角度及第k时刻的关节角速度，获取第k+1时刻至第k+n时刻的末端位置和关节角度；根据第k时刻至第k+n时刻的末端位置和关节角度、第k时刻至第k+n时刻的末端位置和关节角度的期望值及第k时刻至第k+n‑1时刻的关节角速度，构建目标函数；基于非线性模型预测控制方法，对目标函数进行极小值求解，获取满足约束条件的第k+1时刻的关节角速度；根据第k+1时刻的关节角速度，对第k+1时刻机器人的末端的速度进行控制，可以实现对机器人的轨迹跟踪控制，保证在机器人物理约束范围内能够达到最大的操作空间。

技术领域

本申请属于机器人技术领域，尤其涉及一种机器人控制方法、装置、终端设备及存储介质。

背景技术

准确的正逆解求解是机器人实现精准作业及笛卡尔空间轨迹跟踪控制的基础，求解逆解一般有解析解和数值解两种方式。基于解析解的逆解求解方式，计算效率高，但是难以处理机器人的物理约束、奇异位形等，多解之间的切换一般也需要人为处理，而且很多非标准的机器人没有显式的解析解表达式。基于数值解的求解方式，可以比较方便的处理约束和奇异情况，但计算效率低，多解之间难以平滑切换，限制了机器人的可操作空间。

发明内容

本申请实施例提供了一种机器人控制方法、装置、终端设备及存储介质，可以对逆解进行优化求解，实现对机器人进行笛卡尔空间的轨迹跟踪控制，还可以在多个逆解之间的平滑切换，保证在机器人物理约束范围内能够达到最大的操作空间。

本申请实施例的第一方面提供了一种机器人控制方法，包括：

根据第k时刻的末端位置和关节角度及第k时刻的关节角速度，获取第k+1时刻至第k+n时刻的末端位置和关节角度；

根据第k时刻至第k+n时刻的末端位置和关节角度、第k时刻至第k+n时刻的末端位置和关节角度的期望值及第k时刻至第k+n-1时刻的关节角速度，构建目标函数；

基于非线性模型预测控制方法，对所述目标函数进行极小值求解，获取满足约束条件的第k+1时刻的关节角速度；

根据所述第k+1时刻的关节角速度，对第k+1时刻机器人的末端在笛卡尔空间坐标系下的速度进行控制；

其中，所述约束条件基于所述关节角速度的取值范围构建，k和n为正整数。

本申请实施例的第二方面提供了一种机器人控制装置，包括：

状态量获取单元，用于根据第k时刻的末端位置和关节角度及第k时刻的关节角速度，获取第k+1时刻至第k+n时刻的末端位置和关节角度；

目标函数构建单元，用于根据第k时刻至第k+n时刻的末端位置和关节角度、第k时刻至第k+n时刻的末端位置和关节角度的期望值及第k时刻至第k+n-1时刻的关节角速度，构建目标函数；

输入量获取单元，用于基于非线性模型预测控制方法，对所述目标函数进行极小值求解，获取满足约束条件的第k+1时刻的关节角速度；

控制单元，用于根据所述第k+1时刻的关节角速度，对第k+1时刻机器人的末端在笛卡尔空间坐标系下的速度进行控制；

其中，所述约束条件基于所述关节角速度的取值范围构建，k和n为正整数。

本申请实施例的第三方面提供了一种终端设备，包括处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如本申请实施例的第一方面所述机器人控制方法的步骤。

本申请实施例的第四方面提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如本申请实施例的第一方面所述机器人控制方法的步骤。