一种移动轨迹规划方法、装置、设备和存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种移动轨迹规划方法、装置、设备和存储介质，该方法包括：根据移动部件的圆弧移动指令，获取起点、辅助点和终点的位姿信息；确定圆弧轨迹的移动时间；生成角度样条曲线方程、角速度样条曲线方程和角加速度样条曲线方程；并根据上述三个样条曲线方程拟合得到与所述空间圆弧轨迹匹配的角度关联变化曲线、角速度关联变化曲线和角加速度关联变化曲线；进而控制所述移动部件沿所述空间圆弧轨迹完成圆弧移动。本发明专利技术实施例的技术方案，实现了移动轨迹可以以给定的姿态角通过辅助点，解决了传统移动轨迹规划中缺少对辅助点姿态的控制，避免了现有技术中在对姿态控制有要求的场景不适用的情况发生，提高了移动部件的应用范围。

【技术实现步骤摘要】
一种移动轨迹规划方法、装置、设备和存储介质
本专利技术实施例涉及工业
，尤其涉及一种移动轨迹规划方法、装置、设备和存储介质。
技术介绍
伴随着科学技术的进步以及工业加工的需求不断增多，越来越多的移动部件代替了人工作业，广泛应用于现代工业中。对于移动部件，尤其是多轴机器人来说，轨迹规划具有重要的意义，作业轨迹的合理规划，可以使得机器人获得避开作业空间中的障碍物和最短时间内完成作业轨迹等好处，从而大幅度的提高机器人整体的性能和效益。现有技术中，对于圆弧轨迹的规划，除了规定起点和终点外，通过确定一个辅助点的位置，进而生成从起点经过辅助点最终到达终点的一段空间圆弧轨迹。然而，现有技术中，当运行圆弧指令时，只考虑了辅助点的位置，而对通过辅助点时的姿态未做要求，不能以设定的姿态通过辅助点，这就导致了在焊接、涂胶等应用场景中，现有技术是无法准确控制其姿态的。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种移动轨迹规划方法、装置、设备和存储介质，以实现了移动轨迹可以以给定的姿态通过辅助点。第一方面，本专利技术实施例提供了一种移动轨迹规划方法，包括：获取移动部件的圆弧移动指令，并获取与所述圆弧移动指令匹配的空间圆弧轨迹；圆弧移动指令包括：起点和终点的位置信息、姿态角信息和角加速度信息，以及辅助点的位置信息和姿态角信息；根据所述空间圆弧轨迹以及预设的速度关联参数，确定所述移动部件沿所述空间圆弧轨迹由所述起点移动至所述辅助点的第一时间，以及由所述辅助点移动至所述终点的第二时间；在所述空间圆弧轨迹中，确定位于所述起点以及所述辅助点之间的第一参考点，以及位于所述辅助点与所述终点之间的第二参考点，并将所述起点、所述第一参考点、所述辅助点、所述第二参考点以及所述终点作为标记点；根据所述第一时间、所述第二时间、所述辅助点的姿态角信息，以及起点和终点的姿态角信息和角加速度信息，生成与所述空间圆弧轨迹中任意相邻两个所述标记点分别匹配的角度样条曲线方程，根据所述角度样条曲线方程生成角速度样条曲线方程和角加速度样条曲线方程；根据各所述角度样条曲线方程拟合得到与所述空间圆弧轨迹匹配的角度关联变化曲线，根据各所述角速度样条曲线方程拟合得到与所述空间圆弧轨迹匹配的角速度关联变化曲线，根据各所述角加速度样条曲线方程拟合得到与所述空间圆弧轨迹匹配的角加速度关联变化曲线，并根据所述角度关联变化曲线、所述角速度关联变化曲线以及所述角加速度关联变化曲线控制所述移动部件沿所述空间圆弧轨迹完成圆弧移动。第二方面，本专利技术实施例提供了一种移动轨迹规划装置，包括：空间圆弧轨迹获取模块，用于获取移动部件的圆弧移动指令，并获取与所述圆弧移动指令匹配的空间圆弧轨迹；圆弧移动指令包括：起点和终点的位置信息、姿态角信息和角加速度信息，以及辅助点的位置信息和姿态角信息；移动时间获取模块，用于根据所述空间圆弧轨迹以及预设的速度关联参数，确定所述移动部件沿所述空间圆弧轨迹由所述起点移动至所述辅助点的第一时间，以及由所述辅助点移动至所述终点的第二时间；参考点即标记点获取模块，用于在所述空间圆弧轨迹中，确定位于所述起点以及所述辅助点之间的第一参考点，以及位于所述辅助点与所述终点之间的第二参考点，并将所述起点、所述第一参考点、所述辅助点、所述第二参考点以及所述终点作为标记点；样条曲线方程生成模块，用于根据所述第一时间、所述第二时间、所述辅助点的姿态角信息，以及起点和终点的姿态角信息和角加速度信息，生成与所述空间圆弧轨迹中任意相邻两个所述标记点分别匹配的角度样条曲线方程，根据所述角度样条曲线方程生成角速度样条曲线方程和角加速度样条曲线方程；拟合曲线生成模块，用于根据各所述角度样条曲线方程拟合得到与所述空间圆弧轨迹匹配的角度关联变化曲线，根据各所述角速度样条曲线方程拟合得到与所述空间圆弧轨迹匹配的角速度关联变化曲线，根据各所述角加速度样条曲线方程拟合得到与所述空间圆弧轨迹匹配的角加速度关联变化曲线，并根据所述角度关联变化曲线、所述角速度关联变化曲线以及所述角加速度关联变化曲线控制所述移动部件沿所述空间圆弧轨迹完成圆弧移动。第三方面，本专利技术实施例还提供了一种设备，所述设备包括：一个或多个处理器；存储装置，用于存储一个或多个程序；当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现本专利技术任意实施例所述的移动轨迹规划方法。第四方面，本专利技术实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现本专利技术任意实施例所述的移动轨迹规划方法。本专利技术实施例的技术方案，通过获取到的移动部件的圆弧移动指令，生成空间圆弧轨迹；确定出轨迹运动时间后，确定出两个参考点，进而生成角度样条曲线方程，角速度样条曲线方程和角加速度样条曲线方程，并根据上述三个方程生成与空间圆弧轨迹匹配的角度关联变化曲线、角速度关联变化曲线、角加速度关联变化曲线，进而控制所述移动部件沿所述空间圆弧轨迹完成圆弧移动。实现了通过辅助点位置的同时，可以以给定的姿态角通过辅助点，解决了传统移动轨迹规划中缺少对辅助点姿态的控制，避免了现有技术中在对辅助点姿态控制有要求的场景不适用的情况发生，提高了移动部件的应用范围。附图说明图1A是本专利技术实施例一提供的一种移动轨迹规划方法的流程图；图1B是本专利技术实施例一提供的角度、角速度及角加速度的关联变化曲线图；图2是本专利技术实施例二提供的一种移动轨迹规划装置的结构框图；图3是本专利技术实施例三提供的一种移动轨迹规划设备的结构框图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利技术，而非对本专利技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本专利技术相关的部分而非全部结构。实施例一图1A为本专利技术实施例一提供的一种移动轨迹规划方法的流程图，本实施例可适用于规划移动轨迹时的情况，该方法可以由本专利技术实施例中的移动轨迹规划装置来执行，该装置可以通过软件和/或硬件的方式实现，并一般可以集成在移动轨迹规划装置中，本专利技术实施例的方法具体包括如下步骤：S110、获取移动部件的圆弧移动指令，并获取与所述圆弧移动指令匹配的空间圆弧轨迹；圆弧移动指令包括：起点和终点的位置信息、姿态角信息和角加速度信息，以及辅助点的位置信息和姿态角信息。现代工业领域中，越来越多的移动部件代替了人工作业，例如，机械臂和机械手等各种机械部件，尤其是随着机器人技术的发展，各种多自由度的工业机器人应用于工业生产中。在本专利技术实施例中，可选的，移动部件可以是多轴工业机器人。轨迹规划是机器人领域一个重要的研究方向，而圆弧运动作为机器人轨迹规划中重要的控制指令，通过起点、终点以及一个辅助点，三点确定出一段运行轨迹，从而完成了机器人的轨迹控制。各点的位置信息表示为在世界坐标系XYZ中的坐标(x,y,z)，各点的姿态角信息表示为(α,β,γ)。其中，起点的位置坐标为(x0,y0,z0)，辅助点的位置坐标为(x2,y2,z2)，终点的位置坐标为(x4,y4,z4)；起点的姿态角q0为(α0,β0,γ0)，辅助点的姿态角q2为(α2,β2,γ2)，终点的姿态角q4为(α4,β4,γ4)；起点的角加速度ω0为(ω0x,ω0y,ω0z)，终点的角加速度ω4为(ω4x,ω4y本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种移动轨迹规划方法，其特征在于，包括：获取移动部件的圆弧移动指令，并获取与所述圆弧移动指令匹配的空间圆弧轨迹；圆弧移动指令包括：起点和终点的位置信息、姿态角信息和角加速度信息，以及辅助点的位置信息和姿态角信息；根据所述空间圆弧轨迹以及预设的速度关联参数，确定所述移动部件沿所述空间圆弧轨迹由所述起点移动至所述辅助点的第一时间，以及由所述辅助点移动至所述终点的第二时间；在所述空间圆弧轨迹中，确定位于所述起点以及所述辅助点之间的第一参考点，以及位于所述辅助点与所述终点之间的第二参考点，并将所述起点、所述第一参考点、所述辅助点、所述第二参考点以及所述终点作为标记点；根据所述第一时间、所述第二时间、所述辅助点的姿态角信息，以及起点和终点的姿态角信息和角加速度信息，生成与所述空间圆弧轨迹中任意相邻两个所述标记点分别匹配的角度样条曲线方程，根据所述角度样条曲线方程生成角速度样条曲线方程和角加速度样条曲线方程；根据各所述角度样条曲线方程拟合得到与所述空间圆弧轨迹匹配的角度关联变化曲线，根据各所述角速度样条曲线方程拟合得到与所述空间圆弧轨迹匹配的角速度关联变化曲线，根据各所述角加速度样条曲线方程拟合得到与所述空间圆弧轨迹匹配的角加速度关联变化曲线，并根据所述角度关联变化曲线、所述角速度关联变化曲线以及所述角加速度关联变化曲线控制所述移动部件沿所述空间圆弧轨迹完成圆弧移动。...

【技术特征摘要】
1.一种移动轨迹规划方法，其特征在于，包括：获取移动部件的圆弧移动指令，并获取与所述圆弧移动指令匹配的空间圆弧轨迹；圆弧移动指令包括：起点和终点的位置信息、姿态角信息和角加速度信息，以及辅助点的位置信息和姿态角信息；根据所述空间圆弧轨迹以及预设的速度关联参数，确定所述移动部件沿所述空间圆弧轨迹由所述起点移动至所述辅助点的第一时间，以及由所述辅助点移动至所述终点的第二时间；在所述空间圆弧轨迹中，确定位于所述起点以及所述辅助点之间的第一参考点，以及位于所述辅助点与所述终点之间的第二参考点，并将所述起点、所述第一参考点、所述辅助点、所述第二参考点以及所述终点作为标记点；根据所述第一时间、所述第二时间、所述辅助点的姿态角信息，以及起点和终点的姿态角信息和角加速度信息，生成与所述空间圆弧轨迹中任意相邻两个所述标记点分别匹配的角度样条曲线方程，根据所述角度样条曲线方程生成角速度样条曲线方程和角加速度样条曲线方程；根据各所述角度样条曲线方程拟合得到与所述空间圆弧轨迹匹配的角度关联变化曲线，根据各所述角速度样条曲线方程拟合得到与所述空间圆弧轨迹匹配的角速度关联变化曲线，根据各所述角加速度样条曲线方程拟合得到与所述空间圆弧轨迹匹配的角加速度关联变化曲线，并根据所述角度关联变化曲线、所述角速度关联变化曲线以及所述角加速度关联变化曲线控制所述移动部件沿所述空间圆弧轨迹完成圆弧移动。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述第一时间、所述第二时间、所述辅助点的姿态角信息，以及起点和终点的姿态角信息和角加速度信息，生成与所述空间圆弧轨迹中任意相邻两个所述标记点分别匹配的角度样条曲线方程，根据所述角度样条曲线方程生成角速度样条曲线方程和角加速度样条曲线方程，包括：根据所述第一时间、所述第二时间、所述起点和终点的角加速度信息，确定所述第一参考点、所述辅助点以及所述第二参考点的角加速度信息；根据所述第一时间、所述第二时间、所述起点、辅助点和终点的姿态角信息，确定所述第一参考点以及所述第二参考点的姿态角信息；采用样条曲线拟合技术，根据所述起点、所述第一参考点、所述辅助点、所述第二参考点以及所述终点的姿态角信息以及角加速度信息，生成与所述空间圆弧轨迹中任意相邻两个所述标记点分别匹配的角度样条曲线方程；根据所述角度样条曲线方程生成角速度样条曲线方程和角加速度样条曲线方程。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述第一时间、所述第二时间、所述起点和终点的角加速度信息，确定所述第一参考点、所述辅助点以及所述第二参考点的角加速度信息，包括：根据如下公式确定所述第一参考点、所述辅助点以及所述第二参考点的角加速度信息：Aω＝C其中，ω1、ω2、ω3分别是所述第一参考点、所述辅助点和所述第二参考点的角加速度，q0、q2、q4分别是所述起点、所述辅助点和所述终点的姿态角，v0、v4分别是所述起点和所述终点的角速度，ω0、ω4分别是所述起点和所述终点的角加速度，T0、T1、T2、T3分别是所述起点移动至所述第一参考点、所述第一参考点移动至所述辅助点、所述辅助点移动至所述第二参考点以及所述第二参考点移动至所述终点的时间。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述第一时间、所述第二时间、所述起点、辅助点和终点的姿态角信息，确定所述第一参考点以及所述第二参考点的姿态角信息，包括：根据如下公式确定所述第一参考点以及所述第二参考点的姿态角信息：其中，q0、q1、q3、q4分别是所述起点、所述第一参考点、所述第二参考点和所述终点的姿态角，ω0、ω1、ω3、ω4分别是所述起点、所述第一参考点、所述第二参考点和所述终点的角加速度，v0、v4分别是所述起点和所述终点的角速度，T0、T3分别是所述起点移动至所述第一参考点的时间以及所述第二参考点移动至所述终点的时间。5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，采用样条曲线拟合技术，根据所述起点、所述第一参考点、所述辅助点、所述第二参考点以及所述终点的姿态角信息以及角加速度信息，生成与所述空间圆弧轨迹中任意相邻两个所述标记点分别匹配的角度样条曲线方程，包括：根据如下公式生成与所述空间圆弧轨迹中任意相邻两个所述标记点分别匹配的角度样条曲线方程：Qk(t)＝ak0+ak1(t-tgk)+ak2(t-tgk)2+ak3(t-tgk)3其中，k＝0、1、2、3，Q0(t)、Q1(t)、Q2(...

【专利技术属性】
技术研发人员：林炯辉，朗需林，刘培超，曹林攀，黄睿，
申请(专利权)人：深圳市越疆科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44