【技术实现步骤摘要】
本申请涉及机械臂，更具体涉及一种机械臂的全轨迹规划方法及系统。
技术介绍
1、随着物流速度的不断加快，在对物品进行打包运输过程中，不可避免地会经过对打包箱进行码垛操作，方便叉车将其转移到运输工具中。由于自动化控制技术的不断发展，货物的码垛任务成为现在仓储物流等行业中十分常见且重要的一项任务。
2、目前行业中针对码垛任务的自动化实现方案，大多基于特定的应用场景考虑实现的可能性，然而由于工作空间的不确定性，机械臂抓取物品并放置到码垛区域时需要考虑避免碰撞工作空间内的一切障碍物，从而保证作业的安全性。在机械臂进行碰撞检测时，操作步骤和算法往往较为复杂，因此轨迹规划的用时也较多，继而影响了机械臂的作业效率。
技术实现思路
1、因此，针对上述现有技术中存在的问题和需求提出了本申请。
2、本申请的目的是提供一种机械臂的全轨迹规划方法及系统，其相对于现有技术的缺陷，能够有效进行机械臂的避障和提高机械臂碰撞检测的效率，从而提高机械臂作业的安全性和效率。
3、本申请的目的是通过如下技术方案实现的：
4、第一方面，本申请实施例提供了一种机械臂的全轨迹规划方法，所述方法包括：
5、获取码垛区域的空间尺寸信息和位置信息、待码垛物品箱信息和传送带信息，根据分类标准对所述待码垛物品箱进行分类，根据分类后的物品箱和所述码垛区域的空间尺寸信息分别确定码放排列方式；
6、获取机械臂的参数信息，根据所述机械臂的参数信息采用d-h模型建立机械臂的数
7、根据所述机械臂的数学模型和所述传送带信息生成第一运动轨迹，获取机械臂工作空间的障碍物信息，根据所述机械臂工作空间的障碍物信息对第一运动轨迹进行优化；所述机械臂工作空间的障碍物信息包括静态障碍物信息和动态障碍物信息，根据障碍物信息采集策略采集获取机械臂工作空间的障碍物信息；
8、获取目标物品箱信息和距离信息，所述距离信息为目标物品箱与传送带上的下一物品箱的距离，根据所述机械臂的数学模型、传送带信息、目标物品箱信息和距离信息生成第二运动轨迹，根据所述机械臂的数学模型、码垛区域的空间尺寸信息和位置信息、机械臂工作空间的静态障碍物信息生成第三运动轨迹，基于所述机械臂工作空间的动态障碍物信息对第三运动轨迹进行优化。
9、第二方面，本申请实施例提供了一种机械臂的全轨迹规划系统，所述系统包括：
10、第一确定模块，用于根据获取到的码垛区域的空间尺寸信息和位置信息、待码垛物品箱信息和传送带信息进行分类和确定码放排列方式，包括以下单元：
11、第一获取单元，用于获取码垛区域的空间尺寸信息和位置信息、待码垛物品箱信息和传送带信息；
12、第一分类单元，用于对待码垛物品箱基于尺寸和图案进行分类；
13、第一计算单元，用于根据码垛区域的空间尺寸信息和待码垛物品箱尺寸信息通过计算确定码放排列方式；
14、第一获取模块，用于获取机械臂的参数信息；
15、第一构建模块，用于根据机械臂的参数信息采用d-h模型建立机械臂的数学模型，确定机械臂的位置信息；
16、第二获取模块，用于获取机械臂工作空间的障碍物信息和构建碰撞区域，包括：
17、第二获取单元，用于根据静态障碍物采集策略采集获取机械臂工作空间的静态障碍物信息；
18、第三获取单元，用于根据动态障碍物采集策略采集获取机械臂工作空间的动态障碍物信息；
19、第一构建单元，用于根据障碍物信息和安全距离阈值构建障碍物碰撞区域；
20、第三获取模块，用于获取目标物品箱信息和距离信息；
21、第一轨迹规划模块，用于根据机械臂的数学模型、传送带信息生成第一运动轨迹，基于机械臂工作空间的障碍物信息优化第一运动轨迹；
22、第二轨迹规划模块，用于根据机械臂的数学模型、传送带信息、目标物品箱信息和距离信息生成第二运动轨迹；
23、第三轨迹规划模块，用于根据机械臂的数学模型、码垛区域的空间尺寸信息和位置信息、机械臂工作空间的静态障碍物信息生成第三运动轨迹，基于所述机械臂工作空间的动态障碍物信息对第三运动轨迹进行优化；
24、存储模块，用于存储获取的各种基础参数信息、分类与计算结果信息、轨迹规划信息以及码垛空间变化信息。
25、第三方面，本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质，其中存储有上述的机械臂的全轨迹规划系统可执行的指令，所述指令在由上述的机械臂的全轨迹规划系统包括的处理器执行时用于实现如上述的机械臂的全轨迹规划方法。
26、与现有技术相比，本专利技术的有益效果至少如下所述：
27、通过本申请的机械臂的全轨迹规划方法及系统，其通过障碍物信息采集策略能够简化障碍物信息的采集和处理步骤，在进行机械臂碰撞检测时能提高计算的效率，有效进行机械臂的避障操作，从而提高机械臂码垛作业的安全性和效率。
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1.一种机械臂的全轨迹规划方法，其应用于运输线物品的码垛摆放，其特征在于，所述方法包括：
2.如权利要求1所述的机械臂的全轨迹规划方法，其特征在于，所述码垛区域的空间尺寸信息包括码垛基板的长宽、基板初始高度和基板最大摆放高度信息，所述码垛区域的位置信息包括所述码垛基板的位置坐标和基板间的距离；所述待码垛物品箱信息包括物品箱的长宽高和图案信息；所述传送带信息包括传送带的长宽高、位置和速度信息；所述分类标准为根据物品箱的尺寸信息和图案进行分类。
3.如权利要求1所述的机械臂的全轨迹规划方法，其特征在于，所述机械臂的参数信息包括相邻连杆的夹角、相邻连杆的距离、连杆扭角、连杆长度、机械臂末端位置和各关节的转动速度。
4.如权利要求1所述的机械臂的全轨迹规划方法，其特征在于，所述障碍物信息采集策略包括静态障碍物和动态障碍物信息采集策略。
5.如权利要求4所述的机械臂的全轨迹规划方法，其特征在于，所述静态障碍物采集策略为根据障碍物模型确定多个辅助点，根据多个辅助点确定目标点，根据多个辅助点和目标点采集障碍物位置和空间信息；所述根据障碍物模型确定
6.如权利要求4所述的机械臂的全轨迹规划方法，其特征在于，所述动态障碍物采集策略为采集动态障碍物的多个辅助点，根据多个辅助点和安全距离阈值构建动态障碍物碰撞区域，采集动态障碍物速度和运动轨迹信息。
7.如权利要求1所述的机械臂的全轨迹规划方法，其特征在于，在码垛区域发生变化时，分别记录每个码垛基板的物品箱信息和空间尺寸变化信息，并在某一码垛基板的高度达到最大摆放高度并且最上层无缺口时，标记该码垛基板为已完成状态；当待码放物品箱与所述已完成状态的码垛基板所摆放物品箱为同一分类物品箱时选择新的码垛基板。
8.一种机械臂的全轨迹规划系统，其特征在于，所述系统包括：
9.一种计算机可读存储介质，其中存储有权利要求8所述的系统可执行的指令，其特征在于，所述指令在由权利要求8所述的系统包括的处理器执行时用于实现如权利要求1-7中任意一项所述的机械臂的全轨迹规划方法。
...【技术特征摘要】
1.一种机械臂的全轨迹规划方法，其应用于运输线物品的码垛摆放，其特征在于，所述方法包括：
2.如权利要求1所述的机械臂的全轨迹规划方法，其特征在于，所述码垛区域的空间尺寸信息包括码垛基板的长宽、基板初始高度和基板最大摆放高度信息，所述码垛区域的位置信息包括所述码垛基板的位置坐标和基板间的距离；所述待码垛物品箱信息包括物品箱的长宽高和图案信息；所述传送带信息包括传送带的长宽高、位置和速度信息；所述分类标准为根据物品箱的尺寸信息和图案进行分类。
3.如权利要求1所述的机械臂的全轨迹规划方法，其特征在于，所述机械臂的参数信息包括相邻连杆的夹角、相邻连杆的距离、连杆扭角、连杆长度、机械臂末端位置和各关节的转动速度。
4.如权利要求1所述的机械臂的全轨迹规划方法，其特征在于，所述障碍物信息采集策略包括静态障碍物和动态障碍物信息采集策略。
5.如权利要求4所述的机械臂的全轨迹规划方法，其特征在于，所述静态障碍物采集策略为根据障碍物模型确定多个辅助点，根据多个辅助点确定目标点，根据多个辅助点和目标点采集障碍物位置和空间信息；所述根据障碍物模型确定多个辅...
【专利技术属性】
技术研发人员：魏巍，
申请(专利权)人：长沙美桥科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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