机器人轨与迹规划_张金凯 .pptVIP

机器人——轨迹规划 报告人：张金凯 时 间：2016-5-18 机器人轨迹规划 机器人运动学 机器人关节变量 运动方程 机器人位姿 机器人轨迹规划 机器人位姿1 轨迹：关节变量 机器人位姿2 机器人运动学 机器人动力学 速度、加速度 关节空间描述与直角坐标描述 关节空间描述：采用关节量来描述机器人的运动。 优点：描述方法简单 缺点：机器人在两点之间的运动不可预知 直角坐标描述：机器人的运动序列首先在直角坐标空间中进行描述，然后转化为关节空间描述。 优点：机器人在两点之间的运动可预知 缺点：计算量大 关节空间描述与直角坐标描述 直角坐标描述存在奇异值。 轨迹规划的基本原理 机器人从位置A移动到位置B。 方式1：每秒每轴转10度。 方式2：两轴同步转动。 轨迹规划的基本原理 机器人从位置A移动到位置B。 方式3：沿直线等分运动。 方式4：沿直线非等分运动。 轨迹规划的基本原理 沿期望路径运动 方式5：加速—匀速—减速—停止。 方式6：平滑转接小线段。 方式7：修正轨迹+平滑转接。 关节空间轨迹规划 关节空间中轨迹规划：给定点均为关节量而非直角坐标量 三次多项式规划： 始末条件： 求导： 得： 关节空间轨迹规划 例子 5.1 要求一个六自由度机器人的第一关节在5秒内从初始角度30°运动到终端角75°，用三次多项式计算在第1、2、3、4秒时的关节角度。 解： 关节空间轨迹规划 五次多项式规划：除了指定运动的段的起点和终点的位置和速度外，也可指定该运动段的起点和终点加速度。6个边界条件采用五次多项式。 例子5.3 直角坐标空间轨迹 直角坐标空间轨迹规划必须反复求解逆运动学方程来计算关节角。 计算步骤： 1 将时间增加一个增量 2 利用所选择的轨迹函数计算出手的位姿 3 利用机器人逆运动学方程计算出对应手位姿的关节量 4 将关节信息送给控制器 5 返回到循环的开始 为实现一条直线轨迹，必须计算起点和终点位姿之间的变换，并将该变换划分为许多小段。起点构型Ti和终点构型Tf之间的总变换R可以通过以下变换得到： 有很多方法可以实现将该总变换化为许多的小段变换