[发明专利]一种基于Bezier样条的机器人实时拐角过渡方法

摘要

本发明属于工业机器人轨迹规划领域，并公开了一种基于Bezier样条的机器人实时拐角过渡方法，包括以下步骤：记录关节空间起始点,过渡点的坐标，笛卡尔空间目标点，过渡点的坐标，笛卡尔空间的过渡半径R及最大误差约束；计算笛卡尔空间过渡曲线起点和终点的坐标和关节空间过渡曲线起点的坐标；计算笛卡尔空间过渡曲线起点和终点速度方向单位矢量；计算笛卡尔卡尔空间过渡曲线中间控制点的坐标，并求解Bezier样条曲线的构造函数；最后进行速度规划和插补。通过本发明，同时实现了在点到点运动指令和线性运动运动指令之间过渡时过渡半径和最大过渡误差约束，高效率，高质量的完成点到点指令到线性运动指令之间的拐角过渡。

主权项

1.一种基于Bezier样条的机器人实时拐角过渡方法，其特征在于，该方法包括下列步骤：(a)记录关节空间起始点的坐标q_start及其运动速度大小关节空间过渡点的坐标q_via，笛卡尔空间目标点的坐标P_end，笛卡尔空间的过渡半径R以及最大误差约束ε，笛卡尔空间过渡点的坐标为P_via，通过所述q_via和运动学正解方程计算出所述P_via；(b)通过笛卡尔空间过渡曲线起点的坐标满足的所述过渡半径R的约束条件，并通过机器人运动学正解和弦截法计算出关节空间过渡曲线起点的坐标q0和笛卡尔空间过渡曲线起点的坐标P0；(c)通过所述Pvia、所述Pend和所述笛卡尔空间的过渡半径R的约束条件，计算出笛卡尔空间过渡终点的坐标P1；(d)所述关节空间起始点的运动速度的速度方向等于所述关节空间过渡曲线起点的速度方向，采用雅克比矩阵转换将所述关节空间过渡曲线段起点的速度大小映射到所述笛卡尔空间过渡曲线起点速度，计算该速度方向的单位矢量V₀，利用所述笛卡尔空间目标点的坐标P_end和所述笛卡尔空间过渡点的坐标P_via，计算所述笛卡尔空间过渡曲线终点速度方向的单位矢量V₁；(e)预设笛卡尔空间过渡曲线中间控制点的坐标P2和P3与所述V0和所述V1的关系式(一)，结合所述最大误差约束的条件ε，求解出所述P2和所述P3，同时计算出三次Bezier样条曲线的构造函数；(f)采用S型加减速对前后段以及过渡曲线进行速度规划以及插补。