机器人技术 Robotics Technology 第八章:机器人轨迹规划 授课人:张毅
CHONGQING UNIVERSITY OF POSTS AND TELECOMMUNICATIONS 机器人技术 Robotics Technology 第八章：机器人轨迹规划 授课人：张毅
第八章机器人轨迹规划 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。 2△彥撑
2 第八章 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
81轨迹规划应考虑的问题 路径约東和障碍约束的组合把机器人的 规划与控制方式划分为四类,如表8.1所 小 表8.1操作臂控制方式 障碍约束 有 无 路 径有离线无碰撞路径规划+离线路径规划+在线路径 在线路径跟踪 跟踪 约 束无位置控制+在线障碍探 测和避障 位置控制
8.1 轨迹规划应考虑的问题 路径约束和障碍约束的组合把机器人的 规划与控制方式划分为四类，如表8.1所 示。 表8.1 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
81轨迹规划应考虑的问题 轨迹规划器可形象地 路径约束 看成为一个黑箱(见 (q(t),q(t),g(r) 图8.1),其输入包设一规数 P(t),φ(t),v(t),a(t)} 括路径的设定和约束 机械手动力学约束 ,输出的是机械手末 图8.1轨迹规划器框图 端手部的位姿序列, 表示手部在各离散时 刻的中间位形
4 8.1 轨迹规划应考虑的问题 轨迹规划器可形象地 看成为一个黑箱（见 图8.1），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 。 图8.1 轨迹规划器框图
81轨迹规划应考虑的问题 机械手最常用的轨迹规划方法有两种: ·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 5庄大
5 8.1 轨迹规划应考虑的问题 机械手最常用的轨迹规划方法有两种： • 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