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一种复杂环境下工业机器人避障方法

申请号: CN202311463044.3
申请人: 广东工业大学
更新日期: 2026-03-09

专利详细信息

项目 内容
专利名称 一种复杂环境下工业机器人避障方法
专利类型 发明申请
申请号 CN202311463044.3
申请日 2023/11/3
公告号 CN117773911A
公开日 2024/3/29
IPC主分类号 B25J9/16
权利人 广东工业大学
发明人 冯桑; 陈树涛; 黄晓涛; 吴子鹏
地址 广东省广州市越秀区东风东路729号

摘要文本

本发明公开了一种复杂环境下工业机器人避障方法,包括以下步骤:S1、对工作空间内的工业机器人进行模型简化以及将障碍物简化为障碍物点云;S2、采用“眼在手外”的布置方式将深度相机放置在工业机器人的运动空间之外;S3、在工业机器人进行运动前采用G‑APF‑RRT*算法在工作空间中规划一条可行路径。本发明中,工业机器人与障碍物之间距离的计算方式简单,所需时间较短,通过使用虚拟关节插补而后在关节处用球状包围盒完全包络工业机器人以简化模型,只需计算有限的球状包围盒球心与障碍物点云中各点之间的距离,即可完成距离计算。

专利主权项内容

1.一种复杂环境下工业机器人避障方法,其特征在于,包括以下步骤:S1、对工作空间内的工业机器人进行模型简化以及将障碍物简化为障碍物点云;S2、采用“眼在手外”的布置方式将深度相机放置在工业机器人的运动空间之外;S3、在工业机器人进行运动前采用G-APF-RRT*算法在工作空间中规划一条可行路径;S4、为避免工业机器人末端沿路径运动时工业机器人关节与障碍物发生碰撞,对新生成的树节点q进行关节碰撞检测,获得工业机器人从起始点运动到目标点的无碰撞完整路径;newS5、将获得的无碰撞完整路径进行逆运动学计算,得出工业机器人各关节在关节空间下的关节位置,即插值位置,用于后续的轨迹插值,通过3-5-3多项式插值方法对工业机器人进行关节空间轨迹规划,得到工业机器人的关节空间位置—时间轨迹曲线、角速度—时间轨迹曲线和角加速度—时间轨迹曲线;S6、根据关节空间轨迹方程建立优化目标函数和轨迹约束条件,为后续进行时间最优轨迹规划做准备;S7、使用改进的粒子群算法,对3-5-3多项式插值轨迹中3段轨迹的运行时间t、t、t进行寻优,使工业机器人各关节沿轨迹运行的时间最短,且满足运行过程中关节角速度v、角加速度a不超过约束值v和a;j1j2j3jijimaxmaxS8、完成所有关节的轨迹优化,进行关节同步处理;S9、使用同步处理后的插值时间t1,t2,t3对各关节进行3-5-3多项式插值,得到各关节的时间最优轨迹;S10、将关节空间轨迹发送给控制器,控制工业机器人沿轨迹运动,完成躲避障碍物并到达目标点。