【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于機(jī)器人，具體涉及一種機(jī)械臂的路徑確定方法、裝置、機(jī)器人、存儲介質(zhì)和計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，尤其涉及一種靜態(tài)障礙物環(huán)境下基于快速搜索隨機(jī)樹和迭代路徑關(guān)鍵點(diǎn)的機(jī)械臂避障路徑規(guī)劃方法、裝置、機(jī)器人、存儲介質(zhì)和計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。
技術(shù)介紹
1、隨著機(jī)器人技術(shù)的快速發(fā)展，以串聯(lián)機(jī)械臂為代表的機(jī)器人在工業(yè)制造、物流分揀、醫(yī)療等領(lǐng)域中的應(yīng)用日益廣泛，使得對機(jī)械臂的智能化需求也日益增加。在實(shí)際應(yīng)用中，機(jī)械臂通常需要在存有大量靜態(tài)障礙物的場景中進(jìn)行作業(yè)，要求機(jī)械臂具備高效、可靠的路徑規(guī)劃能力，這不僅是實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的運(yùn)動控制和自主作業(yè)的基礎(chǔ)，也是提升生產(chǎn)效率和安全性的前提。相關(guān)方案中基于人工示教的路徑規(guī)劃方法往往依賴于預(yù)先設(shè)定的路徑，缺乏靈活性和實(shí)時性。
2、上述內(nèi)容僅用于輔助理解本專利技術(shù)的技術(shù)方案，并不代表承認(rèn)上述內(nèi)容是相關(guān)方案中技術(shù)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)的目的在于，提供一種機(jī)械臂的路徑確定方法、裝置、機(jī)器人、存儲介質(zhì)和計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，以解決相關(guān)方案中基于人工示教的機(jī)器人的機(jī)械臂路徑規(guī)劃方法依賴于預(yù)先設(shè)定的路徑，缺乏靈活性和實(shí)時性的問題，達(dá)到預(yù)估所述機(jī)械臂的路徑的路徑代價(jià)并確定所述機(jī)械臂的路徑的路徑代價(jià)閾值，構(gòu)建雙向快速搜索隨機(jī)樹以確定初始路，提取初始路徑的關(guān)鍵點(diǎn)并更新以優(yōu)化初始路徑，能夠快速得到較低成本的路徑，有利于提高機(jī)械臂路徑規(guī)劃的靈活性和實(shí)時性的效果。
2、本專利技術(shù)提供一種機(jī)械臂的路徑確定方法，應(yīng)用于對機(jī)器人的機(jī)械臂在工作空間下的路徑的規(guī)劃；所述機(jī)械臂的
3、在一些實(shí)施方式中，根據(jù)所述路徑的起始點(diǎn)和目標(biāo)點(diǎn)，預(yù)估所述機(jī)械臂的路徑的路徑代價(jià)并確定所述機(jī)械臂的路徑的路徑代價(jià)閾值，包括：計(jì)算所述路徑的起始點(diǎn)和目標(biāo)點(diǎn)的歐式距離；根據(jù)所述路徑的起始點(diǎn)和目標(biāo)點(diǎn)的歐式距離，預(yù)估所述機(jī)械臂的路徑的路徑代價(jià)，得到預(yù)估路徑代價(jià)；將所述預(yù)估路徑代價(jià)、以及預(yù)先設(shè)置的代價(jià)系數(shù)的乘積值，確定為所述預(yù)估路徑代價(jià)的閾值，作為所述機(jī)械臂的路徑的路徑代價(jià)閾值。
4、在一些實(shí)施方式中，從所述路徑的起始點(diǎn)和目標(biāo)點(diǎn)雙向構(gòu)建快速搜索隨機(jī)樹，得到滿足所述路徑代價(jià)閾值的初始路徑，包括：利用rrt算法，從所述路徑的起始點(diǎn)起構(gòu)建快速搜索隨機(jī)樹，將得到的快速搜索隨機(jī)樹記為第一搜索隨機(jī)樹；并從所述路徑的目標(biāo)點(diǎn)起構(gòu)建快速搜索隨機(jī)樹，將得到的快速搜索隨機(jī)樹記為第二搜索隨機(jī)樹；采用目標(biāo)偏置采樣法，交替擴(kuò)展所述第一搜索隨機(jī)樹的節(jié)點(diǎn)、以及所述第二搜索隨機(jī)樹的節(jié)點(diǎn)，使所述第一搜索隨機(jī)樹向所述路徑的目標(biāo)點(diǎn)的方向生長、且使所述第二搜索隨機(jī)樹向所述路徑的起始點(diǎn)的方向生長，生成新節(jié)點(diǎn)，記為生成的第一新節(jié)點(diǎn)；基于生成的所述第一新節(jié)點(diǎn)，分別在所述第一搜索隨機(jī)樹和所述第二搜索隨機(jī)樹中進(jìn)行節(jié)點(diǎn)距離計(jì)算和碰撞檢測，得到滿足所述路徑代價(jià)閾值的初始路徑。
5、在一些實(shí)施方式中，基于生成的所述第一新節(jié)點(diǎn)，分別在所述第一搜索隨機(jī)樹和所述第二搜索隨機(jī)樹中進(jìn)行節(jié)點(diǎn)距離計(jì)算和碰撞檢測，得到滿足所述路徑代價(jià)閾值的初始路徑，包括：基于生成的所述第一新節(jié)點(diǎn)，分別在所述第一搜索隨機(jī)樹和所述第二搜索隨機(jī)樹中查找與生成的所述第一新節(jié)點(diǎn)之間的距離最近的節(jié)點(diǎn)，作為生成的所述第一新節(jié)點(diǎn)的父節(jié)點(diǎn)；在生成的所述第一新節(jié)點(diǎn)、以及生成的所述第一新節(jié)點(diǎn)的父節(jié)點(diǎn)通過預(yù)設(shè)的碰撞檢測的情況下，確定生成的所述第一新節(jié)點(diǎn)的代價(jià)，并將生成的所述第一新節(jié)點(diǎn)加入所述第一搜索隨機(jī)樹和所述第二搜索隨機(jī)樹中對應(yīng)的搜索隨機(jī)樹中，得到加入的所述第一新節(jié)點(diǎn)；基于加入的所述第一新節(jié)點(diǎn)，分別在所述第一搜索隨機(jī)樹和所述第二搜索隨機(jī)樹中查找與生成的所述第一新節(jié)點(diǎn)之間的距離最近的節(jié)點(diǎn)，作為與加入的所述第一新節(jié)點(diǎn)之間的距離最近的節(jié)點(diǎn)，記為加入的所述第一新節(jié)點(diǎn)的最近節(jié)點(diǎn)；在加入的所述第一新節(jié)點(diǎn)、以及加入的所述第一新節(jié)點(diǎn)的最近節(jié)點(diǎn)之間的距離小于預(yù)設(shè)的連接閾值、且加入的所述第一新節(jié)點(diǎn)、以及加入的所述第一新節(jié)點(diǎn)的最近節(jié)點(diǎn)之間的連線通過預(yù)設(shè)的碰撞檢測的情況下，認(rèn)為所述第一搜索隨機(jī)樹與所述第二搜索隨機(jī)樹相遇，得到一條從所述路徑的起始點(diǎn)到目標(biāo)點(diǎn)的搜索初始路徑；計(jì)算所述搜索初始路徑的代價(jià)，并確定所述搜索初始路徑的代價(jià)是否小于所述路徑代價(jià)閾值；若確定所述搜索初始路徑的代價(jià)小于所述路徑代價(jià)閾值，則將所述搜索初始路徑，作為滿足所述路徑代價(jià)閾值的初始路徑；若確定所述搜索初始路徑的代價(jià)大于或等于所述路徑代價(jià)閾值，則返回，以重新利用rrt算法，從所述路徑的起始點(diǎn)起構(gòu)建快速搜索隨機(jī)樹，將得到的快速搜索隨機(jī)樹記為第一搜索隨機(jī)樹；并從所述路徑的目標(biāo)點(diǎn)起構(gòu)建快速搜索隨機(jī)樹，將得到的快速搜索隨機(jī)樹記為第二搜索隨機(jī)樹，以重新確定滿足所述路徑代價(jià)閾值的初始路徑。
6、在一些實(shí)施方式中，提取所述初始路徑的關(guān)鍵點(diǎn)，包括：將所述初始路徑作為原始路徑，計(jì)算所述原始路徑中每個節(jié)點(diǎn)分別到所述路徑的起始點(diǎn)和目標(biāo)點(diǎn)的連線的垂直距離，以確定距離最遠(yuǎn)的節(jié)點(diǎn)和距離，記為最遠(yuǎn)節(jié)點(diǎn)和最遠(yuǎn)距離；在所述最遠(yuǎn)距離小于或等于預(yù)設(shè)的距離閾值的情況下，將所述路徑的起始點(diǎn)和目標(biāo)點(diǎn)之間的路徑作為簡化路徑；在所述最遠(yuǎn)距離大于預(yù)設(shè)的距離閾值的情況下，從所述最遠(yuǎn)節(jié)點(diǎn)處將所述原始路徑分為兩段，將兩段路徑中的每段路徑分別作為新的原始路徑，并返回，以重新計(jì)算所述新的原始路徑中每個節(jié)點(diǎn)分別到所述路徑的起始點(diǎn)和目標(biāo)點(diǎn)的連線的垂直距離，以得到兩段簡化路徑；合并兩段簡化路徑得到合并路徑，在所述合并路徑通過預(yù)設(shè)的碰撞檢測的情況下將合并路徑作為簡化路徑；在所述簡化路徑通過預(yù)設(shè)的碰撞檢查的情況下，將所述簡化路徑中的節(jié)點(diǎn)作為提取到的關(guān)鍵點(diǎn)；在所述簡化路徑未通過預(yù)設(shè)的碰撞檢查的情況下，將所述原始路徑的節(jié)點(diǎn)作為提取到的關(guān)鍵點(diǎn)；合并所有所述提取到的關(guān)鍵點(diǎn)，作為提前到的所述初始路徑的關(guān)鍵點(diǎn)。
7、在一些實(shí)施方式中，對提取到的所述初始路徑的關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)行更新，得到所述初始路徑的優(yōu)化路徑，包括：基于提取到的所述初始路徑的關(guān)鍵點(diǎn)，構(gòu)建提取到的所述初始路徑的關(guān)鍵點(diǎn)的集合，記為關(guān)鍵點(diǎn)集合；并構(gòu)建所述關(guān)鍵點(diǎn)集合中用于連接兩個關(guān)鍵點(diǎn)的邊的集合，記為邊集合；基于所述關(guān)鍵點(diǎn)集合、以及所述邊集合，在所述關(guān)鍵點(diǎn)集合中每個關(guān)鍵點(diǎn)在所述邊集合的范圍內(nèi)，在每個關(guān)鍵點(diǎn)的周圍空間采樣新節(jié)點(diǎn)，記為采樣的第二新節(jié)點(diǎn)；在采樣的所述第二新節(jié)點(diǎn)與對應(yīng)的關(guān)鍵點(diǎn)之間通過預(yù)設(shè)的碰撞檢測的情況下，將對應(yīng)的關(guān)鍵點(diǎn)作為采樣的所述第二新節(jié)點(diǎn)的父節(jié)點(diǎn)，并計(jì)算采樣的所述第二新節(jié)點(diǎn)的代價(jià)；對采樣的所述第二新節(jié)點(diǎn)進(jìn)行路徑重寫操作，為采樣的所述第二新節(jié)點(diǎn)選擇路徑代價(jià)最小的節(jié)點(diǎn)作為父節(jié)點(diǎn)，得到采樣的所述第二新節(jié)點(diǎn)的父節(jié)點(diǎn)、以及采樣本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種機(jī)械臂的路徑確定方法，其特征在于，應(yīng)用于對機(jī)器人的機(jī)械臂在工作空間下的路徑的規(guī)劃；所述機(jī)械臂的路徑確定方法，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)械臂的路徑確定方法，其特征在于，根據(jù)所述路徑的起始點(diǎn)和目標(biāo)點(diǎn)，預(yù)估所述機(jī)械臂的路徑的路徑代價(jià)并確定所述機(jī)械臂的路徑的路徑代價(jià)閾值，包括：
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的機(jī)械臂的路徑確定方法，其特征在于，從所述路徑的起始點(diǎn)和目標(biāo)點(diǎn)雙向構(gòu)建快速搜索隨機(jī)樹，得到滿足所述路徑代價(jià)閾值的初始路徑，包括：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的機(jī)械臂的路徑確定方法，其特征在于，基于生成的所述第一新節(jié)點(diǎn)，分別在所述第一搜索隨機(jī)樹和所述第二搜索隨機(jī)樹中進(jìn)行節(jié)點(diǎn)距離計(jì)算和碰撞檢測，得到滿足所述路徑代價(jià)閾值的初始路徑，包括：
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的機(jī)械臂的路徑確定方法，其特征在于，提取所述初始路徑的關(guān)鍵點(diǎn)，包括：
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的機(jī)械臂的路徑確定方法，其特征在于，對提取到的所述初始路徑的關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)行更新，得到所述初始路徑的優(yōu)化路徑，包括：
7.一種機(jī)械臂的路徑確定裝
8.一種機(jī)器人，其特征在于，包括：如權(quán)利要求7所述的機(jī)械臂的路徑確定裝置。
9.一種存儲介質(zhì)，其特征在于，所述存儲介質(zhì)包括存儲的程序，其中，在所述程序運(yùn)行時控制所述存儲介質(zhì)所在設(shè)備執(zhí)行權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的機(jī)械臂的路徑確定方法。
10.一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，包括計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，該計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的機(jī)械臂的路徑確定方法的步驟。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種機(jī)械臂的路徑確定方法，其特征在于，應(yīng)用于對機(jī)器人的機(jī)械臂在工作空間下的路徑的規(guī)劃；所述機(jī)械臂的路徑確定方法，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)械臂的路徑確定方法，其特征在于，根據(jù)所述路徑的起始點(diǎn)和目標(biāo)點(diǎn)，預(yù)估所述機(jī)械臂的路徑的路徑代價(jià)并確定所述機(jī)械臂的路徑的路徑代價(jià)閾值，包括：
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的機(jī)械臂的路徑確定方法，其特征在于，從所述路徑的起始點(diǎn)和目標(biāo)點(diǎn)雙向構(gòu)建快速搜索隨機(jī)樹，得到滿足所述路徑代價(jià)閾值的初始路徑，包括：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的機(jī)械臂的路徑確定方法，其特征在于，基于生成的所述第一新節(jié)點(diǎn)，分別在所述第一搜索隨機(jī)樹和所述第二搜索隨機(jī)樹中進(jìn)行節(jié)點(diǎn)距離計(jì)算和碰撞檢測，得到滿足所述路徑代價(jià)閾值的初始路徑，包括：
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的機(jī)械臂的路徑確定方法，...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：劉志昌，游志龍，王志浩，何標(biāo)濤，王志偉，鄒姍蓉，
申請(專利權(quán))人：珠海格力電器股份有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
還沒有人留言評論。發(fā)表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。