[发明专利]一种多轴设备的关节空间轨迹的规划方法及装置

权利要求书

1.一种多轴设备的关节空间轨迹的规划方法，其特征在于，包括：

获取多轴设备的各个关节节点在关节空间的坐标，多轴设备的每个轴为所述关节空间的一个维度；

在所述每个轴的运动学约束条件下，根据所述坐标对所述每个轴分别进行第一次轨迹规划，获得所述每个轴到达各关节节点的规划时间，并据此确定每个关节节点的同步时间，其中，一个关节节点的同步时间为所述每个轴同时到达该关节节点的时间；

在所述运动学约束条件下，根据所述同步时间和所述坐标对所述每个轴分别进行第二次轨迹规划，获得所述每个轴在所述关节空间的轨迹。

2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述第一次轨迹规划，包括：

根据所述坐标获得所述每个轴的拐点，一个轴的拐点为在所述关节空间中在该轴对应的坐标维度上速度为0的关节节点；

在所述运动学约束条件下，通过速度规划对每个轴在每两个相邻拐点之间的轨迹进行规划，获得所述规划时间。

3.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述据此确定每个关节节点的同步时间，包括：

根据所述规划时间，获得在第一次轨迹规划的轨迹中所述每个轴在每两个相邻关节节点之间的运行时长；

对于任意两个相邻关节节点，对比每个轴在该两个相邻关节节点之间的所述运行时长，选择其中最长的所述运行时长作为在该两个相邻关节节点之间的同步时长；

根据所述同步时长获得所述同步时间，其中，一个关节节点的同步时间为在该关节节点的上个相邻关节节点的同步时间上叠加在这两个相邻关节节点之间的同步时长。

4.根据权利要求2所述方法，其特征在于，所述第二次轨迹规划包括：

在所述运动学约束条件下，根据所述同步时间和所述坐标通过速度规划分别对每个轴的每两个相邻拐点之间的轨迹进行规划，且在规划过程中以各个轴在每个关节节点的速度、加速度或加加速度连续为收敛条件。

5.根据权利要求4所述方法，其特征在于，所述第二次轨迹规划还包括：

当经过设定时间的第二次轨迹规划时还存在某个轴在某一关节节点的速度或加速度或加加速度不连续时，通过平滑滤波使每个轴在每个关节节点的速度、加速度和加加速度的连续。

6.根据权利要求2、4或5任一所述方法，其特征在于，在所述速度规划时使用时间余弦为基函数的表达式表示每个轴在所述关节空间的坐标与时间的关系。

7.根据权利要求1至5任一所述方法，其特征在于，所述运动学约束条件包括每个轴的最大允许速度、最大允许加速度或最大允许加加速度。

8.一种多轴设备的关节空间轨迹的规划装置，其特征在于，包括：获取模块、时间同步模块和速度匹配模块；

所述获取模块用于获取多轴设备的各个关节节点在关节空间的坐标，多轴设备的每个轴为所述关节空间的一个维度；

所述时间同步模块用于在所述每个轴的运动学约束条件下，根据所述坐标对所述每个轴分别进行第一次轨迹规划，获得所述每个轴到达各关节节点的规划时间，并据此确定每个关节节点的同步时间，其中，一个关节节点的同步时间为所述每个轴同时到达该关节节点的时间；

所述速度匹配模块用于在所述运动学约束条件下，根据所述同步时间和所述坐标对所述每个轴分别进行第二次轨迹规划，获得所述每个轴在所述关节空间的轨迹。

9.一种计算设备，其特征在于，包括：

总线；

通信接口，其与所述总线连接；

至少一个处理器，其与所述总线连接；以及

至少一个存储器，其与所述总线连接并存储有程序指令，所述程序指令当被所述至少一个处理器执行时使得所述至少一个处理器执行权利要求1至7任一所述方法。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有程序指令，其特征在于，所述程序指令当被计算机执行时使得所述计算机执行权利要求1至7任一所述方法。