恭喜華東理工大學王學武獲國家專利權
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龍圖騰網恭喜華東理工大學申請的專利一種焊接機器人路徑規劃方法、電子設備及存儲介質獲國家發明授權專利權,本發明授權專利權由國家知識產權局授予,授權公告號為:CN114924565B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-04-15發布的發明授權授權公告中獲悉:該發明授權的專利申請號/專利號為:202210581995.X,技術領域涉及:G05D1/43;該發明授權一種焊接機器人路徑規劃方法、電子設備及存儲介質是由王學武;周昕;謝祖洪;李芳;高進;顧幸生設計研發完成,并于2022-05-26向國家知識產權局提交的專利申請。
本一種焊接機器人路徑規劃方法、電子設備及存儲介質在說明書摘要公布了:本發明涉及焊接機器人技術領域,尤其涉及一種焊接機器人路徑規劃方法、電子設備及存儲介質,其中方法包括:建模得到仿真焊接環境;獲取焊接要求,確定所有待規劃的路徑段及規劃順序;按照規劃順序,對每個待規劃的路徑段,完成延遲碰撞檢測的路徑規劃:在完成所有路徑段的規劃之后,生成焊接機器人從焊接的起始點到終止點的完整路徑。本發明能夠快速、高效地實現自動化無碰撞路徑規劃。
本發明授權一種焊接機器人路徑規劃方法、電子設備及存儲介質在權利要求書中公布了:1.一種焊接機器人路徑規劃方法,其特征在于,包括:建模得到仿真焊接環境;其中所述仿真焊接環境包括焊接機器人和各障礙物的模型,焊接機器人包括機器人本體和焊槍,障礙物包括待焊接的工件;獲取焊接要求,確定所有待規劃的路徑段及規劃順序;按照規劃順序,對每個待規劃的路徑段執行如下步驟,完成延遲碰撞檢測的路徑規劃:A、在所述仿真焊接環境中,確定該路徑段的階段起點和目標點,通過采樣法構建路線圖;B、搜索所述路線圖,得到一條從所述階段起點到所述目標點可通行且代價最小的路徑,作為預選路徑;C、將所述預選路徑離散為多個過渡點,按順序對每兩個相鄰的過渡點之間的局部路徑進行碰撞檢測;若在所有局部路徑均沒有檢測到碰撞事件,則保留所述預選路徑,完成該路徑段的規劃;若在任一局部路徑檢測到焊槍與工件碰撞事件,則基于碰撞事件中焊槍與工件碰撞的狀態,調整焊接機器人位姿,繼續對該局部路徑進行碰撞檢測;若在任一局部路徑檢測到除焊槍與工件碰撞之外的碰撞事件,則將該局部路徑兩端的過渡點設為禁止通過點,并返回步驟B,更新所述預選路徑;在完成所有路徑段的規劃之后,生成焊接機器人從焊接的起始點到終止點的完整路徑;所述建模得到仿真焊接環境,包括:獲取焊接機器人和各障礙物的數模文件;基于焊接機器人的數模文件,通過點云法進行建模,得到焊接機器人的模型;基于各障礙物的數模文件,通過柵格法進行建模,得到相應的障礙物的模型;將得到的所有模型統一到所述仿真焊接環境的坐標系下;獲取實際的焊接環境中各障礙物的位置;根據獲取的各障礙物的位置,修正所述仿真焊接環境中模型的位置;所述步驟A中,通過采樣法構建路線圖,包括:基于所述階段起點和所述目標點構成的空間以及障礙物的模型外接空間,判斷是否進行局部規劃,是則進行低離散度采樣,否則進行固定步長的均勻采樣,得到對應的采樣點;連接得到的各采樣點,構成所述路線圖;所述進行低離散度采樣,包括:基于所述階段起點和所述目標點構成的空間以及障礙物的模型外接空間,計算任兩個采樣點之間的最小半徑;隨機采樣獲取采樣點并進行判斷,判斷獲取的采樣點相對于已有的采樣點,是否滿足任兩個采樣點之間的距離均大于所述最小半徑,是則保留該采樣點,否則刪除該采樣點;重復所述隨機采樣獲取采樣點并進行判斷的步驟,直至已有的采樣點達到預設的目標采樣點個數;所述步驟B中,搜索所述路線圖,得到一條從所述階段起點到所述目標點可通行且代價最小的路徑,包括:在所述仿真焊接環境中建立人工斥力場;所述人工斥力場包括至少一組斥力柵格,每組斥力柵格以一個障礙物的模型為核心,由內層到外層,斥力值逐漸減小;建立引入人工斥力場懲罰的代價函數;設路徑中第i個采樣點處的代價函數表達式為: 其中,dist(x,y)表示x和y兩點之間的直線距離,x和y表示兩點,表示從采樣點到采樣點之間路徑所經過的斥力柵格的斥力值,是控制斥力縮放的懲罰參數,i≥2,x1表示階段起點,xgoal表示目標點;根據所述路線圖,從階段起點開始,擴展采樣點直至目標點,生成可通行的路徑;其中,擴展采樣點的規則是從所有與上一個采樣點相連的采樣點中選擇代價函數最小的進行擴展;所述步驟C中,對每兩個相鄰過渡點構成的局部路徑進行碰撞檢測,包括:在兩個過渡點構成的局部路徑上,生成一個或多個檢測點;配置焊接機器人在過渡點及所述檢測點的姿態;對各過渡點及檢測點,依次判斷焊接機器人的模型與障礙物的模型是否無重疊,是則判定沒有檢測到碰撞事件,否則判定出現碰撞事件;判定出現碰撞事件后,若為碰撞事件為焊接機器人的模型中焊槍與工件的模型出現重疊,則判為檢測到焊槍與工件碰撞事件,否則判為檢測到除焊槍與工件碰撞之外的碰撞事件。
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