一种双臂机器人的无碰运动控制方法及计算机存储介质

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，具体而言，涉及一种双臂机器人的无碰运动控制方法及计算机存储介质。

背景技术

双臂机器人是模仿人类双臂协调操作而设计的典型机器人系统，在执行复杂任务方面显示出巨大的潜力。无碰运动规划是双臂机器人控制的重要前提，但是由于左右机械臂工作空间的相互耦合，同时机械臂空间位型与关节角之间的高度非线性特性，导致双臂机器人的无碰运动规划非常复杂。目前基于势场法的无碰运动规划方法由于没有考虑机器人的实际物理约束，其规划得到的部分运动轨迹存在不可达的问题。

发明内容

基于此，为了解决目前基于势场法的无碰运动规划方法由于没有考虑机器人的实际物理约束而导致规划得到的部分运动轨迹存在不可达的问题，本发明提供了一种双臂机器人的无碰运动控制方法，其具体技术方案如下：

一种双臂机器人的无碰运动控制方法，包括如下步骤：

根据左臂关键点以及右臂关键点构建不等式：

根据左臂末端执行器的期望轨迹

根据不等式

分别根据所述左臂关节角加速度以及所述右臂关节角加速度对左臂关节角速度以及右臂关节角速度进行实时更新，实现所述双臂机器人的无碰运动控制；

其中，

上述双臂机器人的无碰运动方法通过构建不等式

进一步地，所述左臂关节角加速度以及所述右臂关节角加速度均满足公式

，

进一步地，所述关节角

进一步地，所述左臂关节角速度以及所述右臂关节角速度的实时更新公式为

进一步地，所述双臂机器人的无碰运动控制方法还包括如下步骤：通过公式

进一步地，在根据左臂关键点以及右臂关键点构建不等式

进一步地，在根据左臂末端执行器的期望轨迹

进一步地，在根据左臂关键点以及右臂关键点构建不等式

进一步地，所述双臂机器人的无碰运动控制方法还包括根据所述左臂关键点以及右臂关键点计算所述双臂机器人的当前空间位置与姿态。

相应地，本发明还提供一种计算机存储介质，所述计算机存储介质存储有计算机程序，当所述计算机程序被处理器执行时实现如上述所述的双臂机器人的无碰运动控制方法。

附图说明

从以下结合附图的描述可以进一步理解本发明。图中的部件不一定按比例绘制，而是将重点放在示出实施例的原理上。在不同的视图中，相同的附图标记指定对应的部分。

图1是本发明一实施例中一种双臂机器人的无碰运动控制方法的整体流程示意图。

具体实施方式

为了使得本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合其实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本发明，并不限定本发明的保护范围。

需要说明的是，当元件被称为“ 固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“ 连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“ 垂直的”、“ 水平的”、“左”、“ 右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“ 及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本发明中所述“ 第一”、“ 第二”不代表具体的数量及顺序，仅仅是用于名称的区分。

如图1所示，本发明一实施例中的一种双臂机器人的无碰运动控制方法，包括如下步骤：

根据左臂关键点以及右臂关键点构建不等式：

根据左臂末端执行器的期望轨迹

根据不等式

分别根据所述左臂关节角加速度以及所述右臂关节角加速度对左臂关节角速度以及右臂关节角速度进行实时更新，实现所述双臂机器人的无碰运动控制；

其中，

上述双臂机器人的无碰运动方法通过构建不等式

另外，通过所述不等式

在其中一个实施例中，在根据左臂关键点以及右臂关键点构建不等式

所述左臂关键点与半径的集合定义为：

所述右臂关键点与半径的集合定义为：

上述关键点是指固定于左右机械臂本体上的点，如机械臂肘关节中心、小臂杆件质心处、腕关节中心等等。对于任意给定的关键点，该点在工作空间中的位置可以根据该机械臂的运动学模型计算得到，如左臂第i个关键点

在其中一个实施例中，所述左臂关节角加速度以及所述右臂关节角加速度均满足公式

，

在其中一个实施例中，所述关节角

在其中一个实施例中，所述双臂机器人的无碰运动控制方法还包括根据所述左臂关键点以及右臂关键点计算所述双臂机器人的当前空间位置与姿态。

在其中一个实施例中，所述左臂关节角速度以及所述右臂关节角速度的实时更新公式为

在其中一个实施例中，所述双臂机器人的无碰运动控制方法还包括如下步骤：通过公式

通过对所述左臂关节角速度、所述右臂关节角速度、辅助变量

在其中一个实施例中，在根据左臂关键点以及右臂关键点构建不等式

在其中一个实施例中，在根据左臂末端执行器的期望轨迹

在其中一个实施例中，本发明还提供一种计算机存储介质，所述计算机存储介质存储有计算机程序，当所述计算机程序被处理器执行时实现如上述所述的双臂机器人的无碰运动控制方法。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。