第六章轨迹规划优秀PPT.ppt

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1、第六章轨迹规划1第一页，本课件共有23页机器人的轨迹规划过路径点的三次多项式插值第六章 机器人控制不是单调函数第二页，本课件共有23页机器人的轨迹规划过路径点的三次多项式插值（续）路径点的关节速度的确定：1.根据工具坐标系在直角坐标空间中的瞬时线速度和角速度确定。2.在直角坐标空间或关节空间中采用适当的启发式方法，由控制系统自动选择。3.为保证每个路径点的加速度连续，由控制系统按此要求自动选择。第六章 机器人控制第三页，本课件共有23页机器人的轨迹规划高阶多项式插值第六章 机器人控制第四页，本课件共有23页机器人的轨迹规划用抛物线过渡的线性插值中间段利用直线插值，两端利用抛物线过渡。一般 为已

2、知，求第六章 机器人控制当 时，无直线段。加速度越大，抛物线过渡段越短。第五页，本课件共有23页机器人的轨迹规划过路径点的用抛物线过渡的线性插值相邻路径点利用直线连接，路径点附近利用抛物线过渡。第六章 机器人控制过渡域线性域第六页，本课件共有23页机器人的轨迹规划过路径点的用抛物线过渡的线性插值（续）对于给定的路径点 ，持续时间 ，加速度的绝对值 ，计算过渡域的持续时间 。内部路径段，第六章 机器人控制第七页，本课件共有23页机器人的轨迹规划第一路径段：第六章 机器人控制最后路径段：第八页，本课件共有23页机器人的轨迹规划笛卡儿空间的插值计算末端运动轨迹为直线：沿空间直线的平移和绕空间转轴的旋

3、转的组合。假设末端的起始位姿为末端的终止位姿为v平移矢量，第i步的平移矢量v旋转变换矩阵，等效转角与转轴，第i步的旋转变换矩阵v第i步的位姿平移矢量为：第i步的平移矢量为：旋转变换矩阵为：第六章 机器人控制第九页，本课件共有23页通用旋转变换 通用旋转变换为：等效转角与转轴给出一任意旋转变换，可由上式求得等效转角与转轴。令：将对角线三项相加，得：第二章 机器人运动学第十页，本课件共有23页通用旋转变换将旋转规定为绕矢量f的正向旋转，使得0 180。于是得到旋转角：旋转矢量为：第二章 机器人运动学第十一页，本课件共有23页机器人的轨迹规划末端运动轨迹为直线（续）第i步的旋转变换矩阵：第i步的位姿

4、为：第六章 机器人控制第十二页，本课件共有23页机器人的轨迹规划末端运动轨迹为园弧假设末端的起始点位姿、中间点位姿和终止点位姿为：位置矢量，第i步的位置矢量v圆心点的求取圆心点为三个平面的交点P1,P2,P3确定的平面的方程为：第六章 机器人控制第十三页，本课件共有23页机器人的轨迹规划v圆心点的求取（续）过直线P1P2的中点且垂直于P1P2平面的方程为：过直线P2P3的中点且垂直于P2P3平面的方程为：圆心点坐标为：第六章 机器人控制第十四页，本课件共有23页机器人的轨迹规划v圆心点的求取（续）圆的半径为：总转角为：v第i步的位置矢量第六章 机器人控制第十五页，本课件共有23页机器人的轨迹规

5、划v第i步的位置矢量（续）P1P2段的第i步的位置矢量为：P2P3段的第i步的位置矢量为：旋转变换矩阵、等效转角与转轴、第i步的旋转变换矩阵的求取同直线运动时的求取方法。第六章 机器人控制第十六页，本课件共有23页Intelligence and human-machine interfaceLinuxPMACServo ControllerMotion ControllerMotion PlanningLocal ControllerInternetRobotCameraMicrophoneScanner第十七页，本课件共有23页系统结构工工业业P PC C1 1图图3 3 控制系统硬件构成

6、控制系统硬件构成P PM MA AC C多多轴轴控控制制器器伺服控制器伺服控制器伺服控制器伺服控制器执行电机执行电机执行电机执行电机光电码盘光电码盘光电码盘光电码盘K10K10本体本体工工业业P PC C2 2第十八页，本课件共有23页开放式机器人控制器结构图第十九页，本课件共有23页运动规划与解的选取 Factorj*fabs(Theta_Lj)*Sig_factorj 直角空间运动规划和关节空间运动规划相结合 关节j的加权系数 关节j本次的关节角与上次关节角的差 关节j的增量符号系数 规划出一个空间点 逆运动学求解关节角解的选取 关节空间运动规划(4、6)第二十页，本课件共有23页第二十一页，本课件共有23页直线运动实验时各关节的运动轨迹1234563.5 实验结果 第二十二页，本课件共有23页THANK YOU第二十三页，本课件共有23页