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一種速度規劃方法與流程

文檔序號:12050432閱讀:來源:國知局

技術特征:

1.一種速度規劃方法,其特征在于,包括:

根據第一約束條件,對多軸機構的所有軸進行S型速度規劃;其中,所述第一約束條件包括運動的路程、起點速度、末點速度、起點加速度、末點加速度、運行速度、最大運行速度、最大加速度以及最大加加速度;

從規劃結果中,選取時間最長的軸作為基準軸;

根據第二約束條件,以三次B樣條曲線為規劃曲線,對其余的軸重新進行給定時間的速度規劃;其中,所述第二約束條件包括運動的路程、起點速度、末點速度、起點加速度、末點加速度、最大運行速度、最大加速度、最大加加速度以及所述基準軸的總運行時間。

2.根據權利要求1所述的速度規劃方法,其特征在于,所述根據第二約束條件,以三次B樣條曲線為規劃曲線,對其余的軸重新進行給定時間的速度規劃具體包括:

根據所述第二約束條件,并以三次準均勻B樣條曲線為規劃曲線,對所述基準軸以外的其余的軸進行給定時間的速度規劃。

3.根據權利要求2所述的速度規劃方法,其特征在于,所述規劃曲線為六個控制點的三次準均勻B樣條曲線;

所述六個控制點的三次準均勻B樣條曲線的表達式為:

<mrow> <mo>(</mo> <mi>t</mi> <mo>,</mo> <mi>s</mi> <mo>)</mo> <mo>(</mo> <mi>u</mi> <mo>)</mo> <mo>=</mo> <munderover> <mo>&Sigma;</mo> <mrow> <mi>i</mi> <mo>=</mo> <mn>1</mn> </mrow> <mn>6</mn> </munderover> <msub> <mi>B</mi> <mi>i</mi> </msub> <mo>(</mo> <mi>u</mi> <mo>)</mo> <msub> <mi>cp</mi> <mi>i</mi> </msub> </mrow>

其中,t為時間,s為路程,u為節點,Bi(u)為基函數,cpi為控制點;i為控制點在所述規劃曲線上的次序。

4.根據權利要求3所述的速度規劃方法,其特征在于,所述根據第二約束條件,以三次B樣條曲線為規劃曲線,對其余的軸重新進行給定時間的速度規劃具體包括:

根據所述第二約束條件與所述規劃曲線,獲取6個控制點信息;所述控制點信息包括控制點所對應的時間與路程;

根據獲取的所述控制點信息與所述規劃曲線,獲取各時刻所對應的位置、速度與加速度。

5.根據權利要求4所述的速度規劃方法,其特征在于,根據所述第二約束條件與所述規劃曲線,獲取6個控制點信息具體包括:

根據節點的個數、控制點個數以及曲線次數之間的關系,獲取所述規劃曲線的節點矢量;

根據所述節點矢量,獲取節點分別為0與1時,基函數、所述基函數的一階導數值、所述基函數的二階導數值;

若所述起點時刻、所述起點位置均為0,速度為vs,加速度為as,所述末點的時刻為t,位置為s,速度為ve,加速度為0,則得出所述起點的節點為0,基函數值為(0,0),所述基函數的一階導數值為所述基函數的二階導數值為其中,

計算得出第一個控制點為(0,0),第二個控制點為第三個控制點為

根據所述規劃曲線中路程隨著時間的增加而增加的規律,按照線性方法給定第四個控制點為(s-k1*ve,t-k1),第五個控制點為(s-k2*ve,t-k2),其中,k1、k2為常數,k1>k2>0,第六個控制點為(s,t)。

6.根據權利要求5所述的速度規劃方法,其特征在于,所述獲取6個控制點信息具體包括:

根據所述第一個控制點與所述第二個控制點,得出第一不等式;其中,所述第一不等式為

根據所述第二個控制點與所述第三個控制點,得出第二不等式與第三不等式;其中,所述第二不等式為所述第三不等式為

根據所述第三個控制點與所述第四個控制點,得出第四不等式與第五不等式;其中,所述第四不等式為所述第五不等式為其中,所述第四個控制點為(cp4t,cp4s);

根據所述第一不等式、所述第二不等式、所述第三不等式、所述第四不等式、所述第五不等式的可行域的中心點,確定所述與所述的最優解。

7.根據權利要求5所述的速度規劃方法,其特征在于,所述根據所述第二約束條件與所述規劃曲線,獲取6個控制點信息具體包括:

根據所述第二約束條件與所述規劃曲線,求解得出所述第四個控制點、所述第五個控制點與所述第六個控制點。

8.根據權利要求5所述的速度規劃方法,其特征在于,所述根據所述第二約束條件與所述規劃曲線,獲取6個控制點信息具體包括:

若所述as為0,根據所述規劃曲線中路程隨著時間的增加而增加的規律,按照線性方法給定所述第一個控制點、所述第二個控制點與所述第三個控制點。

9.根據權利要求5所述的速度規劃方法,其特征在于,還包括:

根據當前時刻計算對應的節點;其中,u為所述當前時刻所對應的節點,u0為所述當前時刻前一時刻的節點,所述Δt為所述當前時刻與前一時刻的時間差,所述與所述由所述規劃曲線得出;

將計算得出的節點代入所述規劃曲線,得出所述當前時刻對應的位置,并根據所述計算得出所述當前時刻所對應的速度,根據所述計算得出所述當前時刻所對應的加速度。

10.根據權利要求1所述的速度規劃方法,其特征在于,所述根據第二約束條件,以三次B樣條曲線為規劃曲線,對其余的軸重新進行給定時間的速度規劃具體包括:

根據所述第二約束條件,并以三次非均勻B樣條曲線為規劃曲線,對所述多軸機構的基準軸以外的其余的軸進行給定時間的速度規劃。

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