【技术实现步骤摘要】
本申请属于自动化控制，更具体地说，是涉及一种多维矢量过渡方法、装置、加工设备及存储介质。
技术介绍
1、数控系统或机器人在运动过程中，会在多种情况下遇到目标运动方向发生突然变化的情况，一般情况下，在变化点需要大幅降低速度以减小对机械硬件的冲击，因而降低运动效率。现有的样条过渡等方案虽然能解决二维平面运动的拐角平滑过渡，但无法适用于更多自由度或更高维的空间运动，并且依赖前瞻提前规划，难以应对临时的变化。
2、因此，需要一种全新的过渡方案，以满足机床和机器人在更高维度和更多场景下的使用需求。
技术实现思路
1、本申请实施例提供一种多维矢量过渡方法，能够用于二维平面乃至更高维度的多自由度轨迹控制，轨迹方向切换的速度快，应对临时的变化更好。
2、本申请实施例采用的技术方案是：提供一种多维矢量过渡方法，用于控制运动部件沿着给定线段前进并在相连线段之间实现平滑过渡，所述方法包括：
3、获取第一线段的设定数据和第二线段的设定数据，所述设定数据包括速率、方向向量和长度，所述第一线段和第二线段的速率相等；
4、获取所述运动部件的运动时长，确定所述运动部件的位置信息，所述位置信息包括所在线段、所在线段的完成长度和所在线段的剩余长度；
5、根据所述位置信息、两所述设定数据，基于sigmoid函数，实时确定所述第一线段的方向向量、所述第二线段的方向向量在实际运动的方向向量中的权重；根据两所述权重和所述速率，实时确定所述运动部件在各方向上的分速度；
6、基于各所述分速度，对所述运动部件的运动进行实时控制。
7、进一步地，当所述运动部件位于第一线段时，所述第一线段的方向向量在实际运动的方向向量中的权重由以下算式求得：
8、
9、式中，p为第一线段的方向向量在实际运动的方向向量中的权重；lrest为第一线段的剩余长度；e为自然常数；kc为可调节的精度参数，s为速率；d为过渡长度偏移量。
10、进一步地，当所述运动部件位于第二线段时，所述第一线段的方向向量在实际运动的方向向量中的权重由以下算式求得：
11、
12、式中，p为第一线段的方向向量在实际运动的方向向量中的权重；lcomp为第二线段的完成长度；e为自然常数；kc为可调节的精度参数，s为速率；d为过渡长度偏移量。
13、进一步地，所述第二线段的方向向量在实际运动的方向向量中的权重为1-p。
14、进一步地，所述获取所述运动部件的运动时长，确定所述运动部件的位置信息，所述位置信息包括所在线段、所在线段的完成长度和所在线段的剩余长度，包括以下步骤：
15、实时获取所述运动部件的运动时长，确定所述运动部件的已运动路程；
16、根据所述已运动路程，确定所述运动部件的所在线段和所在线段的完成长度。
17、进一步地，所述根据所述权重和所述速率，实时确定所述运动部件在各方向上的分速度，包括以下步骤：
18、根据两所述权重，实时确定所述运动部件的实际运动的方向向量；
19、根据所述实际运动的方向向量和所述速率，确定所述运动部件当前在各方向上的分速度。
20、进一步地，所述实际运动的方向向量由以下算式求得：
21、
22、式中，为实际运动的方向向量；p为第一线段的方向向量在实际运动的方向向量中的权重；lrest为第一线段的剩余长度；lcomp为第二线段的完成长度；为第一线段的方向向量，为第二线段的方向向量。
23、本申请实施例还提供了一种运动部件的多维矢量过渡装置，用于控制所述运动部件沿着给定线段前进并在相连线段之间实现平滑过渡，所述装置包括：
24、数据获取模块，用于获取第一线段的设定数据和第二线段的设定数据，所述设定数据包括速率、方向向量和长度，所述第一线段和第二线段的速率相等；
25、位置获取模块，用于获取所述运动部件的运动时长，确定所述运动部件的位置信息，所述位置信息包括所在线段、所在线段的完成长度和所在线段的剩余长度；
26、权重计算模块，用于根据所述位置信息、两所述设定数据，基于sigmoid函数，实时确定所述第一线段的方向向量、所述第二线段的方向向量在实际运动的方向向量中的权重；分速度确定模块，根据两所述权重和所述速率，实时确定所述运动部件在各方向上的分速度；
27、速度调控模块，基于各所述分速度，对所述运动部件的运动进行实时控制。
28、本申请实施例还提供了一种加工设备，所述加工设备包括存储器和处理器，所述存储器中存储有程序指令，所述处理器运行所述程序指令时，执行如上所述方法中的步骤。
29、本申请实施例还提供了一种计算机可读取存储介质，所述可读取存储介质中存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令被一处理器运行时，执行如上所述方法中的步骤。
30、本申请实施例提供的多维矢量过渡方法的有益效果在于：本申请实施例的多维矢量过渡方法中通过sigmoid函数，根据运动部件在不同线段上的运动完成长度，对两个线段上的方向向量的权重进行对应调节，从而调控运动部件在不同方向上的分速度，使得运动部件随着不断地运动，连续调节运动方向从第一线段到第二线段，实现运动部件在两个相连线段之间平滑过渡，减小对机械硬件的冲击，不需要降低运动速率。只需要知道运动路径的长度、方向即可在运动过程中进行控制运动，无依赖前瞻提前规划，可应对临时的变化，可适用于更多自由度或更高维的空间运动。
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1.一种多维矢量过渡方法，用于控制运动部件沿着给定线段前进并在相连线段之间实现平滑过渡，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的多维矢量过渡方法，其特征在于，当所述运动部件位于第一线段时，所述第一线段的方向向量在实际运动的方向向量中的权重由以下算式求得：
3.根据权利要求1所述的多维矢量过渡方法，其特征在于，当所述运动部件位于第二线段时，所述第一线段的方向向量在实际运动的方向向量中的权重由以下算式求得：
4.根据权利要求2或3所述的多维矢量过渡方法，其特征在于，所述第二线段的方向向量在实际运动的方向向量中的权重为1-p。
5.根据权利要求2或3所述的多维矢量过渡方法，其特征在于，所述获取所述运动部件的运动时长，确定所述运动部件的位置信息，所述位置信息包括所在线段、所在线段的完成长度和所在线段的剩余长度，包括以下步骤：
6.根据权利要求1所述的多维矢量过渡方法，其特征在于，所述根据所述权重和所述速率，实时确定所述运动部件在各方向上的分速度，包括以下步骤：
7.根据权利要求6所述的多维矢量过渡方法，其
8.一种运动部件的多维矢量过渡装置，用于控制所述运动部件沿着给定线段前进并在相连线段之间实现平滑过渡，其特征在于，所述装置包括：
9.一种加工设备，其特征在于，所述加工设备包括存储器和处理器，所述存储器中存储有程序指令，所述处理器运行所述程序指令时，执行权利要求1至7中任一项所述方法中的步骤。
10.一种计算机可读取存储介质，其特征在于，所述可读取存储介质中存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令被一处理器运行时，执行权利要求1至7任一项所述方法中的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种多维矢量过渡方法，用于控制运动部件沿着给定线段前进并在相连线段之间实现平滑过渡，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的多维矢量过渡方法，其特征在于，当所述运动部件位于第一线段时，所述第一线段的方向向量在实际运动的方向向量中的权重由以下算式求得：
3.根据权利要求1所述的多维矢量过渡方法，其特征在于，当所述运动部件位于第二线段时，所述第一线段的方向向量在实际运动的方向向量中的权重由以下算式求得：
4.根据权利要求2或3所述的多维矢量过渡方法，其特征在于，所述第二线段的方向向量在实际运动的方向向量中的权重为1-p。
5.根据权利要求2或3所述的多维矢量过渡方法，其特征在于，所述获取所述运动部件的运动时长，确定所述运动部件的位置信息，所述位置信息包括所在线段、所在线段的完成长度和所在线段的剩余长度...
【专利技术属性】
技术研发人员：叶浩泉，余强，封雨鑫，陈焱，
申请(专利权)人：大族激光科技产业集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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