[发明专利]基于双重局部位姿变换的变节点装配路径规划方法

摘要

本发明公开了一种基于双重局部位姿变换的变节点装配路径规划方法。方法由面向虚拟工厂的虚拟模型建立、模型包围盒构建及预处理、装配关系和位姿信息的提取、全局路径规划、路径平滑处理、局部过程装配可行性分析及障碍节点动态调节和基于局部位姿变换的局部过程路径规划等几个方面组成。本发明提升了装配路径规划的动态性，为复杂产品装配路径规划提供一种更有效和更高效的动态规划方法。

主权项

1.一种基于双重局部位姿变换的变节点装配路径规划方法，其特征在于：方法包括以下关键步骤：步骤一：将真实的固定配合零部件、待装零部件及其环境空间转化为虚拟计算机建模中的固定配合零部件模型、待装零部件模型和环境模型，固定配合零部件置于环境空间的固定位置处，待装零部件处于目标位置时和固定配合零部件配合；步骤二：针对环境模型和固定配合零部件模型、待装零部件模型进行异形包围盒构建，并将异形包围盒轮廓向外扩张固定边距处理；步骤三：根据固定配合零部件模型确定待装零部件模型的异形包围盒的目标位姿，目标位姿结合初始位姿分别构成虚拟装配路径规划的目标位姿和初始位姿并使用位姿矩阵表示；步骤四：根据目标位姿、初始位姿、待装零部件模型和环境模型使用三维路径规划算法创建待装零部件模型在目标位姿和初始位姿之间的移动路径，移动路径由多个节点依次连接构成并作为虚拟装配路径规划的初始全局装配路径，初始全局装配路径为无刚体属性和结构属性的质点路径；步骤五：通过路径平滑处理算法对初始全局装配路径进行圆滑处理，减少路径上的转折点；步骤六：由沿初始全局装配路径移动经过的待装零部件模型构成了局部装配空间，对局部装配空间和环境模型进行干涉检测，判断路径上的每个节点处是否发生了干涉：若未发生干涉，则不需要进行位姿变换，则当前节点为可通行节点；若所有节点处均未发生了干涉，则该初始全局装配路径即为可行最短路径，进入步骤八；若发生了干涉，则需要进行位姿变换，当前节点作为无位姿变换不可通行节点，进入步骤七对初始全局装配路径进行优化处理；步骤七：以待装零部件模型沿当前节点和相邻节点之间路径移动经过构成的局部装配空间表征局部装配过程，在局部装配过程中根据待装零部件模型和固定配合零部件模型的位姿信息，通过强化学习方法生成基于位姿变换的局部装配路径，具体通过强化学习方法判断零部件是否可以无干涉产生完成局部装配过程；步骤八：将模拟真实装配环境获得的虚拟装配环境下的虚拟装配最短路径转换为真实装配环境的最短路径，并反馈到真实装配过程。