[发明专利]自适应速度规划方法及系统

权利要求书

1.一种自适应速度规划方法，其特征在于，包括以下步骤：

根据运动平台的限制条件创建速度约束曲线，所述速度约束曲线包括所述运动平台的运动路径中各个位置的约束速度；

根据运动参数确定所述速度约束曲线中各个分段的首末端点速度；

根据所述各个分段的首末端点速度、运动参数和速度约束曲线生成速度规划曲线，所述速度规划曲线包括所述运动平台运行路径中各个周期时间节点的插补数据；

所述根据运动平台的限制条件创建速度约束曲线包括：

在所述运动平台的运动路径上选取多个离散采样点；

根据每一所述采样点的位置将所述限制条件量化为约束速度，所述约束速度为所述采样点处的限制条件对应速度中最小的一个，所述限制条件包括以下的一个或多个：各轴的最大转速、向心加速度-曲率约束速度、防止振动和减小冲击限定的速度、用户使用需求限定速度；

根据各个采样点处的约束速度拟合生成速度约束曲线。

2.根据权利要求1所述的自适应速度规划方法，其特征在于，所述在所述运动平台的运动路径上选取多个采样点时，按固定的距离间隔选取采样点；所述方法还包括：在控制所述运动平台运行过程中，输出所述速度规划曲线中对应时间节点的插补数据。

3.根据权利要求1所述的自适应速度规划方法，其特征在于，所述根据各个采样点处的约束速度拟合生成速度约束曲线包括：

根据各个采样点处的约束速度确定多个分段，每一所述分段的端点处的采样点的约束速度同时小于前一采样点和后一采样点处的约束速度；

根据各个采样点的约束速度，将每一分段内的采样点的约束速度增加过程和减小过程分别拟合成参数曲线，所述参数曲线类型包括多项式、三角函数、样条曲线。

4.根据权利要求1所述的自适应速度规划方法，其特征在于，所述根据运动参数确定所述速度约束曲线中各个分段的首末端点速度包括正向约束步骤，所述正向约束步骤包括：

从第一分段的起点速度开始，根据所述运动参数依次计算后续各个分段的起点速度以及最后一个分段的终点速度，其中每一分段的终点速度为后一分段的起点速度；

所述运动参数包括以下的一个或多个：最大速度、最大加速度、最大加加速度和路径长度。

5.根据权利要求4所述的自适应速度规划方法，其特征在于，所述根据运动参数确定所述速度约束曲线中各个分段的首末端点速度包括反向约束步骤，所述反向约束步骤包括：

从最末分段的终点速度开始，根据运动参数依次计算前向各个分段的终点速度以及第一分段的起点速度，其中每一分段的终点速度为后一分段的起点速度，且在计算获得的任一分段的终点速度大于所述正向约束步骤中同一分段的终点速度时，将所述正向约束步骤中所述分段的终点速度作为所述分段最终的终点速度。

6.根据权利要求1所述的自适应速度规划方法，其特征在于，所述根据所述各分段的首末端点速度、运动参数和速度约束曲线生成速度规划曲线包括：

（a1）在当前分段上，按从前往后的顺序，使用积分插补方法计算下一插补周期的正向插补点，第一个正向插补点为所述当前分段的起点，且所述正向插补点包括对应周期时间节点的插补数据；

（a2）在所述当前分段上，按从后往前的顺序，使用积分插补方法计算下一插补周期的反向插补点，第一个反向插补点为所述当前分段的终点，且所述反向插补点包括对应周期时间节点的插补数据；

（a3）通过剩余长度判断所述当前分段插补是否完成，并在确认所述当前分段插补完成后进行下一分段的插补，直到所有分段插补完成，否则执行步骤（a4）；

（a4）如果当前周期的正向插补点的速度小于或等于当前周期的反向插补点的速度，则执行步骤（a1），否则执行步骤（a2）。

7.根据权利要求6所述的自适应速度规划方法，其特征在于，所述积分插补方法根据前一插补周期的正向插补点的位置、速度、加速度和目标速度、目标加速度、运动参数、约束速度计算当前插补周期的正向插补点的位置、速度、加速度，或者根据前一插补周期的反向插补点的位置、速度、加速度和目标速度、目标加速度、运动参数、约束速度计算当前插补周期的反向插补点的位置、速度、加速度。