第7章 机器人轨迹规划.ppt

机器人学基础(第2版)蔡自兴主编中南大学2015机器人学基础*第7章机器人轨迹规划所谓轨迹,是指机械手在运动过程中的位移、速度和加速度。而轨迹规划是根据作业任务的要求,计算出预期的运动轨迹。,如表7-1所示。表7-1操作臂控制方式障碍约束有无路径约束有离线无碰撞路径规划+在线路径跟踪离线路径规划+在线路径跟踪无位置控制+在线障碍探测和避障位置控制第7章机器人轨迹规划*(见图7-1),其输入包括路径的设定和约束,输出的是机械手末端手部的位姿序列,表示手部在各离散时刻的中间位形。第7章机器人轨迹规划*:第一种方法要求用户对于选定的转变结点(插值点)上的位姿、速度和加速度给出一组显式约束(例如连续性和光滑程度等),轨迹规划器从一类函数(例如n次多项式)中选取参数化轨迹,对结点进行插值,并满足约束条件。第二种方法要求用户给出运动路径的解析式;如为直角坐标空间中的直线路径,轨迹规划器在关节空间或直角坐标空间中确定一条轨迹来逼近预定的路径。第7章机器人轨迹规划*,约束的设定和轨迹规划均在关节空间进行。因此可能会发生与障碍物相碰。第二种方法的路径约束是在直角坐标空间中给定的,而关节驱动器是在关节空间中受控的。第7章机器人轨迹规划*,应满足一系列的约束条件,例如抓取物体时,手部运动方向(初始点),提升物体离开的方向(提升点),放下物体(下放点)和停止点等结点上的位姿、速度和加速度的要求;与此相应的各个关节位移、速度、加速度在整个时间间隔内连续性要求;其极值必须在各个关节变量的容许范围之内等。在满足所要求的约束条件下,可以选取不同类型的关节插值函数,生成不同的轨迹。第7章机器人轨迹规划*,在t0=0时刻的值是起始关节角度,在终端时刻tf的值是终止关节角度。显然,有许多平滑函数可作为关节插值函数,如图7-2所示。*,轨迹函数至少需要满足四个约束条件。*:*