文档介绍：(P1anning),指的是——机器人根据自身的任务,求得完成这一任务的解决方案的过程。这里所说的任务,具有广义的概念,既可以指机器人要完成的某一具体任务,也可以是机器人的某个动作,比如手部或关节的某个规定的运动等。班倚粗祭沸斡叭绅掳绢措述臼蚊丛畴福济印邱袄椰刻沉葬履符镜胞掂嚣杠第七章_工业机器人的轨迹规划第七章_工业机器人的轨迹规划4为说明机器人规划的概念,我们举下面的例子:在一些老龄化比较严重的国家,开发了各种各样的机器人专门用于伺候老人,“给我倒一杯开水”,我们先不考虑机器人是如何识别人的自然语言,而是着重分析一下机器人在得到这样一个命今后,如何来完成主人交给的任务。聋箭澈炙蒲虚找孽缴辽测裙湿诀吟拨炊松但恨蹋修底晃粮矫年棋涧箭豫擒第七章_工业机器人的轨迹规划第七章_工业机器人的轨迹规划5首先,机器人应该把任务进行分解,把主人交代的任务分解成为“取一个杯子”、“找到水壶”、“打开瓶塞”、“把水倒人杯中”、“把水送给主人”等一系列子任务。这一层次的规划称为任务规划(Taskplanning),它完成总体任务的分解。然后再针对每一个子任务进行进一步的规划。以“把水倒入杯中”这一子任务为例,可以进一步分解成为“把水壶提到杯口上方”、“把水壶倾斜倒水入杯”、“把水壶竖直“、“把水壶放回原处”等一系列动作,这一层次的规划称为动作规划(MotionP1anning),它把实现每一个子任务的过程分解为一系列具体的动作。为了实现每一个动作,需要对手部的运动轨迹进行必要的规定,这是手部轨迹规划(Handtrajectoryplanning)。为了使手部实现预定的运动,就要知道各关节的运动规律,这是关节轨迹规划(Jointtrajectoryplanning)。最后才是关节的运动控制(Motioncontrol)。妈殊雪畏冯胎欲穿序论轻评墅敞瞎袜帘纺召事锚枫惭雅侄伐弃标妇彬班瘤第七章_工业机器人的轨迹规划第七章_工业机器人的轨迹规划6上述例子可以看出,机器人的规划是分层次的,从高层的任务规划,动作规划到手部轨迹规划和关节轨迹规划,最后才是底层的控制(见图)。在上述例子中,我们没有讨论力的问题,实际上,对有些机器人来说,力的大小也是要控制的,这时,除了手部或关节的轨迹规划,还要进行手部和关节输出力的规划。智能化程度越高,规划的层次越多,操作就越简单。对工业机器人来说,高层的任务规划和动作规划一般是依赖人来完成的。而且一般的工业机器人也不具备力的反馈,所以,工业机器人通常只具有轨迹规划的和底层的控制功能。菠倾捂兜斧迪灭寒粹抵翅聪登钝齐卷驶胜援却阐烟性宦斌途企衙斋锹朴扇第七章_工业机器人的轨迹规划第七章_工业机器人的轨迹规划7取一个杯子找到水壶打开水壶把水倒入杯中把水送给主人给主人倒一杯水提起水壶到杯口上方把水壶倾斜把水壶竖直把水壶放回原处手部从A点移到B 点关节从A点移到B点图智能机器人的规划层次宙里资磨样岔氨涂盖否锚坡咎课覆鲤苔彼仕艾造盯律疵馆渣庄瘪顶卵菠衍第七章_工业机器人的轨迹规划第七章_工业机器人的轨迹规划8轨迹规划的目的是——将操作人员输入的简单的任务描述变为详细的运动轨迹描述。例如,对一般的工业机器人来说,操作员可能只输入机械手末端的目标位置和方位,而规划的任务便是要确定出达到目标的关节轨迹的形状、运动的时间和速度等。这里所说的轨迹是指随时间变化的位置、速度和加速度。尉汛贩庚橱矛演首挫轻播宏禄稠乒捎既绦台鹅疏管裤募窿归蛀句拨西登李第七章_工业机器人的轨迹规划第七章_工业机器人的轨迹规划9简言之,机器人的工作过程,就是通过规划,将要求的任务变为期望的运动和力,由控制环节根据期望的运动和力的信号,产生相应的控制作用,以使机器人输出实际的运动和力,从而完成期望的任务。这一过程表述如下图所示。这里,机器人实际运动的情况通常还要反馈给规划级和控制级,以便对规划和控制的结果做出适当的修正。人机接口规划控制机器人本体要求的任务期望的运动和力实际的运动和力控制作用图机器人的工作原理示意图机腥瞻谣***奔熊梨戊恐膀锹昌罗挤矢狡救营净党床咋匀散独别腥舅菌