[发明专利]一种机器人防碰撞的最优路径规划方法

摘要

本发明提供一种机器人防碰撞的最优路径规划方法，所述方法包括如下步骤：建立工件、工装、焊枪、激光传感器的三维物理模型；通过离线编程获得需要焊枪焊接工件时的目标位姿；设置/更新每个轴的旋转角度范围及离散程度；通过动态规划算法及碰撞测试获得每个轴的最优旋转角度；判断机器人在最优旋转角度下的实际位姿与目标位姿之间距离是否小于误差距离。通过上述计算方法，可快速精确的排除发生碰撞的情况，迅速得到最优的各个轴的旋转角度，并且计算更高效，便捷。

主权项

1.一种机器人防碰撞的最优路径规划方法，所述机器人上设置有焊枪和激光传感器，以对固定在一工装上的工件进行焊接，所述机器人自近端朝远端依次连接设置有N个轴，所述焊枪固定在最远端的第N轴上，其特征在于：所述最优路径规划方法包括以下步骤：建立工件、工装、焊枪、激光传感器的三维物理模型；建立坐标轴，确定焊枪的初始位姿，并通过离线编程获得需要焊枪焊接工件时的目标位姿；采用如下算法获取机器人要达到目标位姿时，机器人每个轴所需的最优旋转角度：设定机器人每个轴的旋转角度范围，并将所述旋转角度范围离散化，以使所述机器人每个轴均对应有若干离散测试角度；然后，进行机器人近端第1轴在每一离散测试角度时的碰撞测试，若发生碰撞，则对应该离散测试角度记录一大于其数值的实际旋转角度，将该实际旋转角度记为至少3000°，若未发生碰撞，则对应该离散测试角度记录一与其数值相同的另一实际旋转角度,即获取第1轴在每一离散测试角度下的实际旋转角度；其次，获取第2轴的其中一离散测试角度相对第1轴在每一离散测试角度下的相对测试角度，并进行第2轴每一相对测试角度的碰撞测试，若碰撞，则对应该相对测试角度记录一大于其数值的相对旋转角度，将该相对旋转角度记为至少3000°，若未发生碰撞，则对应该相对测试角度记录与之数值相同的另一相对旋转角度,即获取第2轴在前述其中一离散测试角度下的若干相对旋转角度；将上述获取到的第2轴的若干相对旋转角度与相应的第1轴的若干实际旋转角度分别相加，并获取相加后的若干数值中的最小值，然后将该最小值记为第2轴在前述其中一离散测试角度下的实际旋转角度，同时获取与该实际旋转角度对应的第1轴的离散测试角度；根据上述第2轴其中一离散测试角度下的实际旋转角度的获取方法依次得出第2轴其他各个离散测试角度下的各个实际旋转角度，以及分别与各个实际旋转角度相对应的第1轴的各个离散测试角度；根据上述第2轴各个离散测试角度下的实际旋转角度获取方法依次得出第3轴至第N轴在不同离散测试角度下所对应的实际旋转角度，并记录与每一实际旋转角度及与之对应的第2轴至第N‑1轴的离散测试角度；最后，获取焊枪在第N轴的若干实际旋转角度下，使得各个轴的离散测试角度之和最小时的各个轴的离散测试角度，并将该离散测试角度设定为每一轴的最优旋转角度。