机械臂控制方法、机械臂控制装置及终端设备制造方法及图纸

本申请提供的一种机械臂控制方法，包括：获取机械臂的M个关节所分别对应的当前关节角度；根据机械臂的M个关节所分别对应的当前关节角度，获得参考夹角值，其中，所述参考夹角值为参考平面与指定平面之间的夹角，所述参考平面为所述当前关节角度所对应的平面，所述指定平面为所述M个关节处于指定状态时所对应的平面；根据所述参考夹角值和预设的关于夹角的评价函数，确定在目标角度范围内所述机械臂所对应的期望夹角值，其中，所述目标角度范围包括所述参考夹角值；根据所述期望夹角值，确定所述M个关节分别对应的目标关节角度；根据所述M个关节的目标关节角度，控制所述机械臂。

【技术实现步骤摘要】
机械臂控制方法、机械臂控制装置及终端设备
本申请属于机械臂
，尤其涉及机械臂控制方法、机械臂控制装置、终端设备及计算机可读存储介质。
技术介绍
随着机械臂技术的不断进步和应用场景的扩大，人们对机械臂操作能力的要求也在不断增加。由于其较好的灵活性和适应性，具有冗余自由度的机械臂在多种应用场合得到广泛的应用。而在具有冗余自由度的机械臂的运动过程中，由于该机械臂的各个关节存在相应的运动范围，因此，在机械臂逆运动学求解过程中，计算得到的关节的控制角度可能会超出相应的运动范围，导致机械臂难以合理高效地执行相关的操作。
技术实现思路
本申请实施例提供了机械臂控制方法、机械臂控制装置、终端设备及计算机可读存储介质，可以解决计算得到的机械臂的关节的控制角度可能会超出相应的运动范围，导致机械臂难以合理高效地执行相关的操作的问题。第一方面，本申请实施例提供了一种机械臂控制方法，包括：获取机械臂的M个关节所分别对应的当前关节角度，其中，所述机械臂具有N个冗余自由度，所述M个关节分别控制所述机械臂在对应的M个自由度上运动，所述N和M均为大于0的整数，且N小于M；根据机械臂的M个关节所分别对应的当前关节角度，获得参考夹角值，其中，所述参考夹角值为参考平面与指定平面之间的夹角，所述参考平面为所述当前关节角度所对应的平面，所述指定平面为所述M个关节处于指定状态时所对应的平面；根据所述参考夹角值和预设的关于夹角的评价函数，确定在目标角度范围内所述机械臂所对应的期望夹角值，其中，所述目标角度范围包括所述参考夹角值；根据所述期望夹角值，确定所述M个关节分别对应的目标关节角度；根据所述M个关节的目标关节角度，控制所述机械臂。第二方面，本申请实施例提供了一种机械臂控制装置，包括：获取模块，用于获取机械臂的M个关节所分别对应的当前关节角度，其中，所述机械臂具有N个冗余自由度，所述M个关节分别控制所述机械臂在对应的M个自由度上运动，所述N和M均为大于0的整数，且N小于M；第一处理模块，用于根据机械臂的M个关节所分别对应的当前关节角度，获得参考夹角值，其中，所述参考夹角值为参考平面与指定平面之间的夹角，所述参考平面为所述当前关节角度所对应的平面，所述指定平面为所述M个关节处于指定状态时所对应的平面；第一确定模块，用于根据所述参考夹角值和预设的关于夹角的评价函数，确定在目标角度范围内所述机械臂所对应的期望夹角值，其中，所述目标角度范围包括所述参考夹角值；第二确定模块，用于根据所述期望夹角值，确定所述M个关节分别对应的目标关节角度；控制模块，用于根据所述M个关节的目标关节角度，控制所述机械臂。第三方面，本申请实施例提供了一种终端设备，包括存储器、处理器、显示器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如第一方面所述的机械臂控制方法。第四方面，本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如第一方面所述的机械臂控制方法。第五方面，本申请实施例提供了一种计算机程序产品，当计算机程序产品在终端设备上运行时，使得终端设备执行上述第一方面中所述的机械臂控制方法。本申请实施例与现有技术相比存在的有益效果是：本申请实施例中，可以通过获取机械臂的M个关节所分别对应的当前关节角度，并根据机械臂的M个关节所分别对应的当前关节角度，获得参考夹角值，此时，所述参考夹角值可以体现所述机械臂的冗余自由度，在一些情况下，可以通过调整所述参考夹角值来调整机械臂的关节的角度，并且相应的计算效率较高；进一步的，根据所述参考夹角值和预设的关于夹角的评价函数，确定在目标角度范围内所述机械臂所对应的期望夹角值，并根据所述期望夹角值，确定所述M个关节分别对应的目标关节角度，可以基于所述参考夹角值，确定所述目标角度范围，从而在该目标角度范围内，通过所述评价函数确定期望夹角值以及相应的目标关节角度，从而在一些情况下，可以通过所述评价函数，保证最终得到的目标关节角度符合相应的关节运动范围限制，并可以通过限制所述目标角度范围，保证所述机械臂的运动的流畅性。通过本申请实施例，可以以较高的计算效率，在相应的关节运动范围限制条件下，对机械臂进行较为稳定地、流畅地进行控制操作。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本申请一实施例提供的一种机械臂控制方法的流程示意图；图2是本申请一实施例提供的机械臂的一种示意图；图3是本申请一实施例提供的指定平面和参考平面的一种示意图；图4是本申请一实施例提供的步骤S103的一种流程示意图；图5是本申请一实施例提供的步骤S104的一种流程示意图；图6是本申请一实施例提供的一种机械臂控制装置的结构示意图；图7是本申请一实施例提供的终端设备的结构示意图。具体实施方式以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本申请实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本申请。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本申请的描述。应当理解，当在本申请说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。还应当理解，在本申请说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。如在本申请说明书和所附权利要求书中所使用的那样，术语“如果”可以依据上下文被解释为“当...时”或“一旦”或“响应于确定”或“响应于检测到”。类似地，短语“如果确定”或“如果检测到[所描述条件或事件]”可以依据上下文被解释为意指“一旦确定”或“响应于确定”或“一旦检测到[所描述条件或事件]”或“响应于检测到[所描述条件或事件]”。在本申请说明书中描述的参考“一个实施例”或“一些实施例”等意味着在本申请的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。由此，在本说明书中的不同之处出现的语句“在一个实施例中”、“在一些实施例中”、“在其他一些实施例中”、“在另外一些实施例中”等不是必然都参考相同的实施例，而是意味着“一个或多个但不是所有的实施例”，除非是以其他方式另外特别强调。术语“包括”、“包含”、“具有”及它们的变形都意味着“包括但不限于”，除非是以其他方式另外特别强调。具体地，图1示本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种机械臂控制方法，其特征在于，包括：/n获取机械臂的M个关节所分别对应的当前关节角度，其中，所述机械臂具有N个冗余自由度，所述M个关节分别控制所述机械臂在对应的M个自由度上运动，所述N和M均为大于0的整数，且N小于M；/n根据机械臂的M个关节所分别对应的当前关节角度，获得参考夹角值，其中，所述参考夹角值为参考平面与指定平面之间的夹角，所述参考平面为所述当前关节角度所对应的平面，所述指定平面为所述M个关节处于指定状态时所对应的平面；/n根据所述参考夹角值和预设的关于夹角的评价函数，确定在目标角度范围内所述机械臂所对应的期望夹角值，其中，所述目标角度范围包括所述参考夹角值；/n根据所述期望夹角值，确定所述M个关节分别对应的目标关节角度；/n根据所述M个关节的目标关节角度，控制所述机械臂。/n

【技术特征摘要】
1.一种机械臂控制方法，其特征在于，包括：
获取机械臂的M个关节所分别对应的当前关节角度，其中，所述机械臂具有N个冗余自由度，所述M个关节分别控制所述机械臂在对应的M个自由度上运动，所述N和M均为大于0的整数，且N小于M；
根据机械臂的M个关节所分别对应的当前关节角度，获得参考夹角值，其中，所述参考夹角值为参考平面与指定平面之间的夹角，所述参考平面为所述当前关节角度所对应的平面，所述指定平面为所述M个关节处于指定状态时所对应的平面；
根据所述参考夹角值和预设的关于夹角的评价函数，确定在目标角度范围内所述机械臂所对应的期望夹角值，其中，所述目标角度范围包括所述参考夹角值；
根据所述期望夹角值，确定所述M个关节分别对应的目标关节角度；
根据所述M个关节的目标关节角度，控制所述机械臂。


2.如权利要求1所述的机械臂控制方法，其特征在于，所述根据所述参考夹角值和预设的关于夹角的评价函数，确定在目标角度范围内所述机械臂所对应的期望夹角值，包括：
以所述参考夹角值为初始夹角值，并以预设角度间隔遍历所述目标角度范围，获得所述目标角度范围中的各个待评价夹角值；
根据所述评价函数，获得各个待评价夹角值所分别对应的评价值；
根据各个待评价夹角值所分别对应的评价值，确定在目标角度范围内所述机械臂所对应的期望夹角值。


3.如权利要求2所述的机械臂控制方法，其特征在于，所述根据所述评价函数，获得各个待评价夹角值所分别对应的评价值，包括：
对于任一待评价夹角值，根据所述待评价夹角值、所述机械臂的末端的期望位姿和所述M个关节中的全部或者部分关节所分别对应的关节运动范围，确定所述待评价夹角值所对应的L个待评价关节，其中，所述L个待评价关节为所述M个关节中的L个关节，所述L为大于0的整数，且L不大于M；
根据所述待评价夹角值，确定所述L个待评价关节分别对应的第一关节角度；
根据各个第一关节角度和所述L个关节所分别对应的关节运动范围，通过所述评价函数获得所述待评价夹角值所对应的评价值。


4.如权利要求3所述的机械臂控制方法，其特征在于，若每一个所述待评价关节所对应的第一关节角度都在对应的关节运动范围内，则所述评价函数为：






若存在至少一个待评价关节所对应的第一关节角度不在对应的关节运动范围内，则所述评价函数为：



其中，所述Vj为任一所述待评价夹角值ψj的评价值，qi为所述L个关节中第i个关节的待评估关节角度，Ui为所述L个关节中第i个关节所对应的关节活动范围，为所述第i个关节所对应的关节活动范围的上限，为所述第i个关节所对应的关节活动范围的下限。


5.如权利要求3所述的机械臂控制方法，其特征在于，所述机械臂具有1个冗余自由度，所述机械臂具有7个关节，所述7个关节为第一关节、第二关节、第三关节、第四关节、第五关节、第六关节和第七关节；
所述对于任一待评价夹角值，根据所述待评价夹角值、所述机械臂的末端的期望位姿和所述M个关节中的全部或者部分关节所分别对应的关节运动范围，确定所述待评价夹角值所对应的L个待评价关节，包括：
所述对于任一待评价夹角值，根据所述待评价夹角值...

【专利技术属性】
技术研发人员：林泽才，安昭辉，刘益彰，张美辉，熊友军，庞建新，
申请(专利权)人：深圳市优必选科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44