1.一種高自由度機(jī)器人逆運(yùn)動(dòng)學(xué)的快速求解方法,其特征在于,包括:
步驟1,將關(guān)節(jié)變量θ帶入機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)方程中,獲得雅克比矩陣J,將所述雅克比矩陣J進(jìn)行轉(zhuǎn)置,獲得雅克比轉(zhuǎn)置矩陣JT;
步驟2,生成一組投機(jī)值,為每個(gè)投機(jī)值計(jì)算相應(yīng)的關(guān)節(jié)變量更新值,將每個(gè)關(guān)節(jié)變量更新值帶入機(jī)器人正運(yùn)動(dòng)學(xué)方程中,獲得相應(yīng)的位姿Pk,為每個(gè)位姿Pk計(jì)算其與目標(biāo)位姿P的位姿偏差Δek,及位姿偏差Δek的模errork;
步驟3,在模errork的集合中選取最小值errormin,及其對(duì)應(yīng)的位姿偏差Δemin與關(guān)節(jié)變量更新值Δθmin,并更新位姿偏差為Δe=Δemin,更新關(guān)節(jié)變量θ=θ+Δθmin;
步驟4,判斷errormin是否滿足errormin<Threshold,其中Threshold為預(yù)設(shè)的errormin閾值,如果是,則輸出關(guān)節(jié)變量θ并結(jié)束,否則,返至所述步驟1,繼續(xù)執(zhí)行。
2.如權(quán)利要求1所述的高自由度機(jī)器人逆運(yùn)動(dòng)學(xué)的快速求解方法,其特征在于,所述步驟1之前還包括隨機(jī)生成一組初始值θinit,并且令θ=θinit;
將關(guān)節(jié)變量θ帶入機(jī)器人正運(yùn)動(dòng)學(xué)方程中,獲得相應(yīng)的位姿Pinit;
計(jì)算位姿Pinit與目標(biāo)位姿P的位姿偏差Δe=P-Pk,及位姿偏差Δe的模error;
判斷模error是否滿足error<Threshold,如果是,則輸出關(guān)節(jié)變量θ并結(jié)束,否則,執(zhí)行所述步驟1。
3.如權(quán)利要求1所述的高自由度機(jī)器人逆運(yùn)動(dòng)學(xué)的快速求解方法,其特征在于,所述步驟2中每個(gè)投機(jī)值大于0,小于1。
4.如權(quán)利要求1所述的高自由度機(jī)器人逆運(yùn)動(dòng)學(xué)的快速求解方法,其特征在于,所述步驟2中為每個(gè)投機(jī)值計(jì)算相應(yīng)的關(guān)節(jié)變量更新值的公式為:
Δθk=αk JTΔe
其中Δθk為關(guān)節(jié)變量更新值,αk為投機(jī)值,JT為雅克比轉(zhuǎn)置矩陣,Δe為位姿偏差。
5.如權(quán)利要求1所述的高自由度機(jī)器人逆運(yùn)動(dòng)學(xué)的快速求解方法,其特征在于,所述開啟m個(gè)計(jì)算線程,每個(gè)線程生成一個(gè)投機(jī)值,其中第k個(gè)線程生成投機(jī)值αk,計(jì)算公式為:
其中αk為投機(jī)值,Δe為位姿偏差,JT為雅克比轉(zhuǎn)置矩陣,雅克比矩陣J。
6.一種高自由度機(jī)器人逆運(yùn)動(dòng)學(xué)的快速求解系統(tǒng),其特征在于,包括:
獲得雅克比轉(zhuǎn)置矩陣模塊,用于將關(guān)節(jié)變量θ帶入機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)方程中,獲得雅克比矩陣J,將所述雅克比矩陣J進(jìn)行轉(zhuǎn)置,獲得雅克比轉(zhuǎn)置矩陣JT;
獲得位姿偏差模塊,用于生成一組投機(jī)值,為每個(gè)投機(jī)值計(jì)算相應(yīng)的關(guān)節(jié)變量更新值,將每個(gè)關(guān)節(jié)變量更新值帶入機(jī)器人正運(yùn)動(dòng)學(xué)方程中,獲得相應(yīng)的位姿Pk,為每個(gè)位姿Pk計(jì)算其與目標(biāo)位姿P的位姿偏差Δek,及位姿偏差Δek的模errork;
更新關(guān)節(jié)變量模塊,用于在模errork的集合中選取最小值errormin,及其對(duì)應(yīng)的位姿偏差Δemin與關(guān)節(jié)變量更新值Δθmin,并更新位姿偏差為Δe=Δemin,更新關(guān)節(jié)變量θ=θ+Δθmin;
判斷模塊,用于判斷errormin是否滿足errormin<Threshold,其中Threshold為預(yù)設(shè)的errormin閾值,如果是,則輸出關(guān)節(jié)變量θ并結(jié)束,否則,返至所述獲得雅克比轉(zhuǎn)置矩陣模塊,繼續(xù)執(zhí)行。
7.如權(quán)利要求6所述的高自由度機(jī)器人逆運(yùn)動(dòng)學(xué)的快速求解系統(tǒng),其特征在于,所述獲得雅克比轉(zhuǎn)置矩陣模塊之前還包括隨機(jī)生成一組初始值θinit,并且令θ=θinit;
將關(guān)節(jié)變量θ帶入機(jī)器人正運(yùn)動(dòng)學(xué)方程中,獲得相應(yīng)的位姿Pinit;
計(jì)算位姿Pinit與目標(biāo)位姿P的位姿偏差Δe=P-Pk,及位姿偏差Δe的模error;
判斷模error是否滿足error<Threshold,如果是,則輸出關(guān)節(jié)變量θ并結(jié)束,否則,執(zhí)行所述步驟1。
8.如權(quán)利要求6所述的高自由度機(jī)器人逆運(yùn)動(dòng)學(xué)的快速求解系統(tǒng),其特征在于,所述獲得位姿偏差模塊中每個(gè)投機(jī)值大于0,小于1。
9.如權(quán)利要求6所述的高自由度機(jī)器人逆運(yùn)動(dòng)學(xué)的快速求解系統(tǒng),其特征在于,所述獲得位姿偏差模塊中為每個(gè)投機(jī)值計(jì)算相應(yīng)的關(guān)節(jié)變量更新值的公式為:
Δθk=αk JTΔe
其中Δθk為關(guān)節(jié)變量更新值,αk為投機(jī)值,JT為雅克比轉(zhuǎn)置矩陣,Δe為位姿偏差。
10.如權(quán)利要求6所述的高自由度機(jī)器人逆運(yùn)動(dòng)學(xué)的快速求解系統(tǒng),其特征在于,所述開啟m個(gè)計(jì)算線程,每個(gè)線程生成一個(gè)投機(jī)值,其中第k個(gè)線程生成投機(jī)值αk,計(jì)算公式為:
其中αk為投機(jī)值,Δe為位姿偏差,JT為雅克比轉(zhuǎn)置矩陣,雅克比矩陣J。