一种工业机器人运动控制系统及其运动路径控制方法

本技术涉及机器人路径控制，更具体地说，本技术涉及一种工业机器人运动控制系统及其运动路径控制方法。

背景技术：

1、机器人路径控制是指通过一系列算法、传感器数据处理和执行机构的操作，来控制机器人的运动路径，使其按照预定的路径自适应地完成特定任务执行，路径控制涉及运动学、动力学、控制理论、人工智能等多学科知识，旨在确保机器人能够以高精度和高效率在各种复杂环境中自主或半自主地执行既定任务。

2、在现有技术中，工业机器人运动路径控制的过程通常包括路径规划、路径生成、控制执行和反馈调整四个主要步骤；首先，根据任务需求和工作环境进行路径规划，确定机器人需要经过的空间点或曲线，接着，生成具体的运动路径，包括位置、速度和加速度等参数，然后，控制系统根据生成的路径指令驱动机器人运动，同时利用传感器获取实时数据进行反馈控制，修正偏差，最终，通过连续的路径调整和误差补偿，确保机器人能够精确、平稳地完成预定任务；然而，在工业机器人运动路径控制中，由于工业机器人难以应对动态环境变化和复杂任务的挑战，使得在实际运行中受到路径误差、环境干扰、速度约束等多种因素的影响，工业机器人运动路径的控制过程中运动路径的跟踪调整存在重构受限的问题，使得工业机器人运动路径的连续轨迹规划失稳，导致运动路径控制不协同，从而降低工业机器人运动路径控制的渐进控制能力；因此，如何在运动路径的跟踪调整受到重构受限的干扰下实现对工业机器人的运动路径进行控制，从而提高工业机器人运动路径控制的渐进控制能力成为了业界面临的问题。

技术实现思路

1、本技术提供一种工业机器人运动控制系统及其运动路径控制方法，可在运动路径的跟踪调整受到重构受限的干扰下实现对工业机器人的运动路径进行控制，从而提高工业机器人运动路径控制的渐进控制能力。

2、第一方面，本技术提供一种工业机器人运动路径控制方法，包括如下步骤：

3、对工业机器人的运动路径进行监测，获取工业机器人在目标导航路径上的导航路径信息；

4、通过所述导航路径信息确定工业机器人运动过程中的全局路径点；

5、确定工业机器人运动路径调整时的视觉路径坐标，通过所述视觉路径坐标和所述全局路径点确定工业机器人运动路径的偏差特征域，进而由所述偏差特征域确定工业机器人在路径跟踪时的修正响应值；

6、获取工业机器人在运动路径匹配时的速度约束边界，根据所述速度约束边界和工业机器人的当前位置确定工业机器人运动过程中的路径规划信息，进而由所述路径规划信息确定工业机器人在全局静态路径规划中的调速补偿值；

7、根据所述修正响应值和所述调速补偿值确定工业机器人运动过程中的路径规划代价，依据所述路径规划代价对工业机器人的运动路径进行动态调整。

8、在一些实施例中，通过所述导航路径信息确定工业机器人运动过程中的全局路径点具体包括：

9、提取所述导航路径信息中工业机器人运动的路径控制集；

10、根据所述路径控制集确定工业机器人运动过程中的导航路径标记系数；

11、确定工业机器人运动过程中的全局路径隶属量；

12、根据所述导航路径标记系数和所述全局路径隶属量确定全局路径点。

13、在一些实施例中，提取所述导航路径信息中工业机器人运动的路径控制集具体包括：

14、确定工业机器人运动路径的路径控制节点；

15、根据所述路径控制节点确定导航路径信息中的控制特征量；

16、根据所有控制特征量确定工业机器人运动的路径控制集。

17、在一些实施例中，通过所述视觉路径坐标和所述全局路径点确定工业机器人运动路径的偏差特征域具体包括：

18、根据所述视觉路径坐标确定工业机器人运动路径的无序识别预测量；

19、获取工业机器人运动路径的有序识别总量；

20、根据所述全局路径点确定工业机器人运动路径的识别偏差特征；

21、根据所述无序识别预测量、所述有序识别总量和所述识别偏差特征确定偏差特征域。

22、在一些实施例中，根据所述速度约束边界和工业机器人的当前位置确定工业机器人运动过程中的路径规划信息具体包括：

23、根据所述速度约束边界确定工业机器人运动过程中的路径规划特征；

24、通过工业机器人的当前位置确定工业机器人运动过程中的路径分配量；

25、根据所述路径规划特征和所述路径分配量确定工业机器人运动过程中的路径规划信息。

26、在一些实施例中，根据所述修正响应值和所述调速补偿值确定工业机器人运动过程中的路径规划代价具体包括：

27、根据所述修正响应值确定工业机器人运动过程中的第一路径规划信息；

28、根据所述调速补偿值确定工业机器人运动过程中的第二路径规划信息；

29、通过所述第一路径规划信息和所述第二路径规划信息确定工业机器人运动过程中的路径规划代价。

30、在一些实施例中，所述工业机器人为搬运机器人。

31、第二方面，本技术提供一种工业机器人运动控制系统，包括：

32、监测模块，用于对工业机器人的运动路径进行监测，获取工业机器人在目标导航路径上的导航路径信息；

33、处理模块，用于通过所述导航路径信息确定工业机器人运动过程中的全局路径点；

34、所述处理模块，还用于确定工业机器人运动路径调整时的视觉路径坐标，通过所述视觉路径坐标和所述全局路径点确定工业机器人运动路径的偏差特征域，进而由所述偏差特征域确定工业机器人在路径跟踪时的修正响应值；

35、所述处理模块，还用于获取工业机器人在运动路径匹配时的速度约束边界，根据所述速度约束边界和工业机器人的当前位置确定工业机器人运动过程中的路径规划信息，进而由所述路径规划信息确定工业机器人在全局静态路径规划中的调速补偿值；

36、执行模块，用于根据所述修正响应值和所述调速补偿值确定工业机器人运动过程中的路径规划代价，依据所述路径规划代价对工业机器人的运动路径进行动态调整。

37、第三方面，本技术提供一种计算机设备，所述计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有代码，所述处理器被配置为获取所述代码，并执行上述的工业机器人运动路径控制方法。

38、第四方面，本技术提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的工业机器人其运动路径控制方法。

39、本技术公开的实施例提供的技术方案具有以下有益效果：

40、本技术提供的工业机器人运动控制系统及其运动路径控制方法，首先，对工业机器人的运动路径进行监测，获取工业机器人在目标导航路径上的导航路径信息；其次，通过所述导航路径信息确定工业机器人运动过程中的全局路径点；接着，确定工业机器人运动路径调整时的视觉路径坐标，通过所述视觉路径坐标和所述全局路径点确定工业机器人运动路径的偏差特征域，进而由所述偏差特征域确定工业机器人在路径跟踪时的修正响应值；然后，获取工业机器人在运动路径匹配时的速度约束边界，根据所述速度约束边界和工业机器人的当前位置确定工业机器人运动过程中的路径规划信息，进而由所述路径规划信息确定工业机器人在全局静态路径规划中的调速补偿值；最后，根据所述修正响应值和所述调速补偿值确定工业机器人运动过程中的路径规划代价，依据所述路径规划代价对工业机器人的运动路径进行动态调整。

41、由此可见，本技术中，可在运动路径的跟踪调整受到重构受限的干扰下实现对工业机器人的运动路径进行控制，从而提高工业机器人运动路径控制的渐进控制能力；首先，在工业机器人运动控制中，为修正工业机器人运动控制系统的输出，以补偿实际路径与预期路径之间的偏差，所以由偏差特征域确定工业机器人在路径跟踪时的修正响应值；其次，为控制工业机器人在运动路径匹配时如何按照设定的路径进行运动，确保在速度和加速度约束下实现平稳、安全的路径跟踪，进而由路径规划信息确定工业机器人在全局静态路径规划中的调速补偿值，可以通过对实际速度进行加减调整，以补偿因路径规划中设定的速度要求与实际运动条件之间的差异，从而优化机器人的运动性能和路径跟踪精度；然后，在工业机器人运动控制系统中，还需要考虑路径跟踪过程中由于修正响应值所引入的路径变化和调整需求和在路径规划中由于调速补偿值所引入的速度调整需求及其对路径的影响，所以，根据修正响应值和调速补偿值确定工业机器人运动过程中的路径规划代价，以衡量路径跟踪所需的控制复杂性和调整程度，进一步调节运动控制的难度、控制精度、速度补偿的复杂性，以及路径修正的细节；最后，依据路径规划代价对工业机器人的运动路径进行动态调整；综上所述，本技术提供的技术方案可在运动路径的跟踪调整受到重构受限的干扰下实现对工业机器人的运动路径进行控制，从而提高工业机器人运动路径控制的渐进控制能力。