[发明专利]机械臂控制方法、机械臂控制装置及终端设备

权利要求书

1.一种机械臂控制方法，其特征在于，包括：

获取与机械臂相关联的障碍物信息，其中，所述与机械臂相关联的障碍物信息包括与所述机械臂的距离小于目标距离阈值的障碍物的信息，所述机械臂为具有N个冗余自由度的机械臂，所述N为大于0的整数；

获取所述机械臂的当前位姿信息，并获取所述机械臂的末端期望位姿信息；

根据所述障碍物信息、所述当前位姿信息、所述末端期望位姿信息和预设动态系统模型函数，确定所述机械臂的末端期望轨迹；所述机械臂的末端期望位姿信息包括所述机械臂的末端执行器的期望位姿的信息；

根据所述末端期望轨迹，确定所述机械臂的末端期望速度；

根据所述障碍物信息和所述机械臂的当前位姿信息，确定所述机械臂上的目标点的虚拟速度，其中，所述目标点为所述机械臂上的距离障碍物最近的点；

根据所述虚拟速度和所述末端期望速度，确定所述机械臂的目标关节所分别对应的目标关节速度；

所述根据所述障碍物信息和所述机械臂的当前位姿信息，确定所述机械臂上的目标点的虚拟速度，包括：

根据所述障碍物信息和所述机械臂的当前位姿信息，确定所述机械臂上的目标点；其中，所述障碍物信息包括障碍物速度信息、障碍物尺寸信息以及障碍物位姿信息；

根据所述障碍物与机械臂的相对位置，确定所述虚拟速度的方向为指示所述机械臂远离所述障碍物的方向；

根据机械臂信息和所述障碍物信息确定所述虚拟速度的大小；

所述根据所述障碍物信息、所述当前位姿信息、所述末端期望位姿信息和预设动态系统模型函数，确定所述机械臂的末端期望轨迹，包括：

根据所述障碍物信息中所包含的所述障碍物位姿信息、所述障碍物尺寸信息以及所述障碍物速度信息，获得指示所述障碍物的空间状态以及所述障碍物在指定时间段内的空间状态变化情况的目标函数；

根据所述目标函数、所述当前位姿信息、所述末端期望位姿信息和预设动态系统模型函数，确定所述机械臂的末端期望轨迹，其中，所述末端期望轨迹能够避开所述障碍物。

2.如权利要求1所述的机械臂控制方法，其特征在于，所述获取与机械臂相关联的障碍物信息，包括：

通过预设检测系统获取与机械臂相关联的障碍物信息。

3.如权利要求1所述的机械臂控制方法，其特征在于，在根据所述障碍物信息、所述当前位姿信息、所述末端期望位姿信息和预设动态系统模型函数，确定所述机械臂的末端期望轨迹之前，还包括：

在所述机械臂执行预演示运动时，获取所述机械臂执行所述预演示运动时的预演示末端轨迹信息和预演示末端速度信息；

根据所述预演示末端轨迹信息和预演示末端速度信息，基于高斯混合模型获得所述机械臂的预设动态系统模型函数。

4.如权利要求1所述的机械臂控制方法，其特征在于，所述根据所述末端期望轨迹，确定所述机械臂的末端期望速度，包括：

根据所述末端期望轨迹，确定所述机械臂的末端期望速度随采样周期的变化情况；

根据所述机械臂的末端期望速度随采样时间的变化情况，实时确定所述机械臂的末端期望速度；

所述根据所述障碍物信息和所述机械臂的当前位姿信息，确定所述机械臂上的目标点的虚拟速度，包括：

实时确定所述机械臂的当前位姿信息；

根据所述障碍物信息和实时确定的所述机械臂的当前位姿信息，实时确定所述机械臂上的目标点和所述目标点的虚拟速度；

所述根据所述虚拟速度和所述末端期望速度，确定所述机械臂的目标关节所分别对应的目标关节速度，包括：

根据实时确定的所述机械臂的末端期望速度和所述虚拟速度，实时确定所述机械臂的目标关节所分别对应的目标关节速度。

5.如权利要求1至4任意一项所述的机械臂控制方法，其特征在于，所述根据所述虚拟速度和所述末端期望速度，确定所述机械臂的目标关节所分别对应的目标关节速度，包括：

根据所述虚拟速度和所述末端期望速度，确定所述机械臂的各个非末端关节所分别对应的非末端关节速度；

通过预设控制算法处理所述非末端关节速度和所述末端期望速度，获得所述机械臂的目标关节所分别对应的目标关节速度控制量，其中，所述目标关节包括所述非末端关节，各个所述目标关节速度控制量分别用于对对应的目标关节进行控制。