[发明专利]一种考虑运动平稳性的冗余机器人全关节避障轨迹优化方法

摘要

本发明公开了一种考虑运动平稳性的冗余机器人全关节避障轨迹优化方法，更具体是采用五次多项式在关节空间进行插值，以得到连续且光滑的关节运动速度与加速度曲线，保证机器人实际操作的运动平稳性。同时，以球形包络障碍物为例，建立了机器人与障碍间的最小距离模型。最后建立以运动学及避障指标为约束条件，以运动时间最小为目标，以冗余关节角位移及时间为变量，建立了冗余机器人避障轨迹优化模型，为工业机器人在复杂环境中的安全平稳操作控制提供了一定的方法基础。

主权项

1.一种考虑运动平稳性的冗余机器人全关节避障轨迹优化方法，其特征在于：该方法的实现过程如下，为冗余自由度关节角位移取初值，基于旋量理论建立冗余机器人逆解模型；基于以上逆解模型，将机器人末端在操作空间的目标位姿映射到关节空间，得到各关节对应的最终角位移，采用五次多项式在各关节的初始角位移与最终角位移间进行插值运算，得到各关节角位移轨迹点列；依据机器人几何结构，将其等效为由不同直径的圆柱体组成的整体，以各关节角位移轨迹点列为输入，基于旋量理论计算各圆柱体中心线端点的运动路径点位置；以各圆柱体中心线端点位置与障碍位置矢量为参量，建立机器人与障碍间的最小距离模型，用于预估不同运动时刻的避障指标；以冗余关节角位移、运动时间为变量，同时考虑运动学约束及障碍空间约束，以运动时间为优化目标，确定优化问题。