[发明专利]面向水下的双臂协同抓取、抱取及避碰一体化方法及系统

摘要

本发明公开了一种面向水下的双臂协同抓取、抱取及避碰一体化方法及系统，属于水下作业自动控制领域。本发明基于双臂协同工作的原有任务轨迹规划，在双机械臂工作空间基础上，提出划分三个碰撞概率不同的区域，并优先在低碰撞概率的区域进行轨迹规划，而在必须经过高概率区域时通过插值法将轨迹分割为多小段路径，并在执行每小段的运动之前进行碰撞判定和避碰规划，根据避碰规划更新小段路径的运动，从而在不干扰原有任务正常执行的前提下，对碰撞风险进行预防性控制。本发明能够在规划作业轨迹的同时进行机械臂的预防性运动避碰，是将水下双机械臂协同作业及运动避碰相互统一的一体化方法，具有一定实用价值和发展潜力。

主权项

1.一种面向水下的双臂协同抓取、抱取及避碰一体化方法，用于水下复杂环境中作业时的作业任务规划及避碰一体化控制，其特征在于，初步确定作业任务规划，并将双机械臂的双臂工作空间划分为单臂运动可行区、单臂运动警示区以及双臂合作工作区，先判断是否存在双臂合作工作区：若不存在双臂合作工作区，则直接按规划的末端轨迹执行双臂动作；若存在双臂合作工作区，则同时对双机械臂的末端轨迹进行插值，根据插值点将每个单臂的末端轨迹分解为若干小段路径，以小段路径为单位，进行如下避碰步骤：在经过每小段路径之前先进行机械臂末端轨迹交叉及机械臂连杆干涉判定，若不存在交叉及干涉，则机械臂执行当前小段路径的动作；否则，重新规划该小段路径的动作并重新进行交叉及干涉判定；每小段路径执行之前循环该避碰步骤，直至双机械臂末端运动到轨迹终点；其中，双臂合作工作区，是指两个单臂的运动空间的交叉区域；单臂运动可行区，是指每个单臂的运动空间去除双臂合作工作区后的区域；单臂运动警示区，是指以双臂工作空间的中轴线为界将工作空间分为两个半区，其中一个机械臂所在的半区，是另一机械臂的单臂运动警示区；以满足工作任务要求为前提，各机械臂优先在自身的单臂运动可行区进行末端轨迹及运动规划，单臂运动可行区无法完成规划时，再考虑双臂合作工作区，最后考虑单臂运动警示区。