基于球面贝塞尔的姿态过渡与插补方法

发布时间：2018-01-24 02:14

本文关键词： 姿态过渡球面贝塞尔姿态插补姿态平滑轨迹规划　出处：《华中科技大学学报(自然科学版)》2017年10期 　论文类型：期刊论文

【摘要】：为了避免机器人姿态规划中反复加减速运动,节省时间,提出一种基于球面贝塞尔曲线的过渡和插补方法,用于相邻运动指令之间的姿态过渡.首先,将相邻指令的起始姿态和终点姿态表示为四元数;然后,提出球面贝塞尔曲线控制顶点的选择方法,并分析了该方法的连续性;最后,利用对球面贝塞尔曲线求导和S型加减速方法给出了插补方法,并考虑了计算的简便性.在六自由度机器人上的实验表明:角速度和旋转轴快速地过渡到下一条指令的状态,具有较好的平滑性.插补过程采用迭代求导方式,具有很好的计算简便性.
[Abstract]:In order to avoid repeated acceleration and deceleration of robot attitude planning and save time, a new method based on spherical Bessel curve is proposed for attitude transition between adjacent motion instructions. The starting attitude and terminal attitude of adjacent instruction are expressed as quaternion. Then, the method of selecting the control vertices of spherical Bessel curve is proposed, and the continuity of the method is analyzed. Finally, the interpolation method is given by the derivation of the spherical Bessel curve and the S-type acceleration and deceleration method. The experimental results on a six-degree-of-freedom robot show that the angular velocity and the axis of rotation can quickly transition to the state of the next instruction and have good smoothness, and iterative derivation is adopted in the interpolation process. It has good calculation simplicity.
【作者单位】：中国科学院自动化研究所复杂系统管理与控制国家重点实验室;中国科学院大学;
【基金】：国家自然科学基金资助项目(61421004,61233014,61333016) 北京市科技计划课题资助项目(z171100000817009)
【分类号】：TP242
【正文快照】： 在机器人直线、圆弧等指令中,伴随着空间位置的变化,姿态也发生相应改变.位置指令包含不同的空间位移形状,姿态的轨迹则不同,指令首末点姿态的变化相当于绕旋转轴旋转了一定角度值,除了要保证位置坐标的连续性外,还须保证姿态的光滑性.为了避免相邻指令之间姿态速度的停顿,须

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