机器人运动控制方法及装置、机器人控制设备和存储介质.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114137982A(43)申请公布日2022.03.04(21)申请号202111436543.4(22)申请日2021.11.29(71)申请人深圳市优必选科技股份有限公司地址518000广东省深圳市南山区学苑大道1001号南山智园C1栋16、22楼(72)发明人王家俊韩刚熊友军(74)专利代理机构北京超凡宏宇专利代理事务所(特殊普通合伙)11463代理人彭星(51)Int.Cl.G05D1/02(2020.01)权利要求书4页说明书17页附图3页(54)发明名称机器人运动控制方法及装置、机器人控制设备和存储介质(57)摘要本申请提供一种机器人运动控制方法及装置、机器人控制设备和存储介质，涉及机器人控制技术领域。本申请根据并联机器人当前的实时状态信息和待执行任务的期望运动轨迹信息，确定执行待执行任务时的任务执行系数矩阵及动力学约束条件，并基于并联机器人的并联机构传递性能优质空间在广义关节空间下的超平面约束条件构建参数分布约束条件，接着采用任务执行系数矩阵从任务执行损失函数处求解出满足动力学约束条件以及参数分布约束条件的目标驱动参数，从而通过目标驱动参数将机器人运动学信息及并联机构的与运动/力传递性能相关的期望工作空间范围充分考虑到机器人运动控制过程中，确保机器人在实现期望运动效果的同时表现出预期的运行性能。CN114137982ACN114137982A权利要求书1/4页1.一种机器人运动控制方法，其特征在于，所述方法包括：根据并联机器人当前的实时状态信息以及待执行任务所对应的期望运动轨迹信息，确定所述并联机器人执行所述待执行任务时的任务执行系数矩阵及与任务驱动参数相关的动力学约束条件；根据所述期望运动轨迹信息以及所述实时状态信息，基于所述并联机器人的并联机构传递性能优质空间在广义关节空间下的超平面约束条件，构建与任务驱动参数相关的涉及并联机构运动松弛状况的参数分布约束条件，其中所述并联机器人的并联机构在所述并联机构传递性能优质空间内每个工作空间位置处的运动/力传递性能处于预设性能指标范围内；采用所述任务执行系数矩阵对预存的涉及并联机构运动松弛状况的任务执行损失函数进行求解，得到满足所述动力学约束条件以及所述参数分布约束条件的目标驱动参数；按照所述目标驱动参数控制所述并联机器人各关节端执行器运行，以执行待执行任务。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：获取所述并联机器人的所有并联机构各自的离散化末端可达工作空间的离散点位置信息；针对每个并联机构，从该并联机构的离散化末端可达工作空间的离散点位置信息中筛选对应运动/力传递性能处于预设性能指标范围内的目标离散点的位置信息，并基于筛选出的目标离散点的位置信息构建该并联机构所对应的传递性能局部优质空间；针对每个并联机构的传递性能局部优质空间，构建该传递性能局部优质空间的近似内切多面体的局部超平面约束方程；将所述并联机器人的所有并联机构各自的局部超平面约束方程进行求并集合，得到所述并联机构传递性能优质空间的全局超平面约束方程；将所述全局超平面约束方程在广义关节空间下进行参数换算，得到所述超平面约束条件。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述全局超平面约束方程采用如下式子表达为：Ep≤F,其中p∈Rm,所述超平面约束条件采用如下式子表达为：其中所述参数分布约束条件采用如下式子表达为：其中其中，p用于表示所述并联机器人的工作空间位置，m用于表示所述并联机构传递性能优质空间的空间维度数目，nh用于表示所述并联机构传递性能优质空间的超平面数目，E用于表示所述并联机构传递性能优质空间的第一约束系数矩阵，F用于表示所述并联机构传递性能优质空间的第一约束系数向量，用于表示所述并联机器人在广义关节空间下对应广义坐标位置处的广义加速度，n用于表示所述广义关节空间的空间维度数目，ε用于表示2CN114137982A权利要求书2/4页所述并联机器人的并联机构在运动时的松弛变量，V与W分别用于表示所述并联机构传递性能优质空间的第二约束系数矩阵及第二约束系数向量；在此过程中，V与W采用如下式子计算得到：其中，V(i,j)用于表示第二约束系数矩阵的第i行第j列的元素，Δt用于表示预设时间间隔，E(i,k)用于表示第一约束系数矩阵的第i行第k列的元素，J(k,j)用于表示所述期望运动轨迹信息中的末端雅可比矩阵的第k行第j列的元素，Wi用于表示第二约束系数向量的第i个元素，Fi用于表示第一约束系数向量的第i个元素，用于表示所述实时状态信息所包括的所述并联机器人在当前时刻的工作空间位置的第k个元素，J(k,:)用于表示所述期望运动轨迹信息中的末端雅可比矩阵的第k行的全部元素，用于表示所述实时状态信息所包括的所述并