[发明专利]一种针对机器人操作空间的时间最优轨迹规划方法和装置

摘要

本发明公开了一种针对机器人操作空间的时间最优轨迹规划方法和装置。所述方法包括根据操作空间路径和机器人各轴关节位移对时间的各阶导数，计算约束曲线MVC，根据所述操作空间路径和约束曲线MVC，在操作空间内进行路径积分，得到积分路径等步骤。所述装置包括存储器和处理器。本发明将机器人各轴关节位移对时间的各阶导数所受的限制转化为对弧长参数各阶导数的限制，从而将多维度约束条件转化为单一维度约束条件，使得整个轨迹规划过程更为简单高效，各轴关节始终处于约束的饱和状态下，提高机器人的运行效率，在引入各轴关节加速度和加加速度等位移的高阶导数后，所得的轨迹规划结果可以有效减少机器人末端抖动，提高机器人的稳定性。

主权项

1.一种针对机器人操作空间的时间最优轨迹规划方法，其特征在于，包括以下步骤：S1.根据给定的与弧长参数有关的操作空间路径、设定的机器人各轴关节位移对时间的各阶导数，计算约束曲线MVC，所述约束曲线MVC为机器人在该路径下允许达到最大速度；S2.根据所述操作空间路径和约束曲线MVC，在操作空间内进行路径积分，所得的积分路径为时间最优的轨迹规划结果；所述步骤S2具体包括：S21.从所述操作空间路径的起始点开始进行第一前向积分，所述第一前向积分的轨迹为第一前向积分曲线，所述第一前向积分在到达第一前向积分曲线与约束曲线MVC的交点时结束；所述第一前向积分结束时对应的弧长参数记为第一弧长参数；S22.从所述操作空间路径中弧长参数等于第一弧长参数所对应的点开始寻找切换点；S23.从所述切换点开始进行第一反向积分，所述第一反向积分的轨迹为第一反向积分曲线，所述第一反向积分在到达第一反向积分曲线与第一前向积分曲线的交点时结束，然后从所述切换点开始进行第二前向积分；S24.重复循环执行步骤S21‑S23，直到所述第二前向积分到达操作空间路径的终止点为止；S25.从操作空间路径的终止点开始沿着反向积分曲线进行第二反向积分，所述第二反向积分的轨迹为第二反向积分曲线，所述第二反向积分在到达第二反向积分曲线与第一前向积分曲线的交点时结束，从而得到积分路径。