[发明专利]一种平面冗余度机器人避障及避奇异的路径规划方法

摘要

一种平面冗余度机器人避障及避奇异的路径规划方法，涉及机器人运动控制领域，尤其涉及一种平面冗余度机器人避障及避奇异的路径规划方法。本发明为解决现有平面冗余度机器人在协作过程中存在对工作人员伤害的风险和机器人末端运动至奇异位置时，关节速度会超出机器人允许范围的问题。本发明按以下步骤进行：本发明所述方法涉及两个同时进行的线程：线程一述及避障的路径规划各步骤；线程二述及避奇异的路径规划各步骤。本发明所述方法可以同时完成避障、避奇异的路径规划方法，使其在协作过程中不仅可以完成对协作者的回避，也可完成对其自身奇异构型的回避从而降低人机协作的风险并提高装配质量。本发明所述方法可应用于机器人运动控制领域。

主权项

一种平面冗余度机器人避障及避奇异的路径规划方法，其特征在于它按以下步骤进行：所述方法涉及两个同时进行的过程：过程一：避障的路径规划步骤如下：步骤一：建立各杆件坐标系，并将各障碍物坐标投影到各杆件坐标系中；步骤二：对杆件是否为安全杆件进行判断；步骤二.一：如杆件为安全杆件，则剔除此杆件，不作任何处理；步骤二.二：如杆件不是安全杆件，则转至步骤三；步骤三：求出连杆和障碍物间的实时最小距离以及各杆件上标志点的坐标；步骤四：对实时最小距离是否处于安全距离进行判断；步骤四.一：如实时最小距离大于或等于安全距离，则转至步骤八；步骤四.二：如实时最小距离小于安全距离，则转至步骤五；步骤五：根据实时最小距离处于危险距离或极度危险距离，分别启动避障策略或启动避障增益策略；步骤六：计算机器人雅可比矩阵和标志点处雅可比矩阵；步骤七：逆运动学求解，积分得到关节的运动角度；步骤八：不启动避障策略，继续执行机器人末端运动；步骤九：判断机器人末端是否到达终点；步骤九.一：机器人末端到达终点，结束过程二：避奇异的路径规划步骤如下：步骤A：判断最小奇异值是否低于奇异值下限；步骤A.一：最小奇异值大于或等于奇异值下限，转至步骤B；步骤A.二：最小奇异值小于奇异值下限，转至步骤C；步骤B：不启动避奇异策略，继续执行机器人末端运动，再转至步骤九；步骤C：启动避奇异策略，再转至步骤七。