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6自由度解耦机器人运动学逆解优化的研究
被引量：
8
1
作者
周国义
谢明红
+1 位作者
孙友生
刘仁中
《机电产品开发与创新》
2009年第5期21-23,共3页
针对6自由度解耦机器人的多解问题,分析了机器人的正、逆运动学解,提出了基于最短行程原则的运动学逆解优化方法,确保机器人系统取得合适的逆解。该方法利用6自由度解耦机器人位置与姿态解耦的特性分别给出相应的目标函数,为提高逆解优...
针对6自由度解耦机器人的多解问题,分析了机器人的正、逆运动学解,提出了基于最短行程原则的运动学逆解优化方法,确保机器人系统取得合适的逆解。该方法利用6自由度解耦机器人位置与姿态解耦的特性分别给出相应的目标函数,为提高逆解优化的效率,两个目标函数采取主从式的结构。这种优化方法基于关节变量的加权均值,计算简洁又体现了最短行程的原则。最后以PUMA560机器人为例验证该方法是有效的。
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关键词
6自由度机器人
逆解优化
运动学模型
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职称材料
一种冗余机械臂逆运动学求解和优化方法
2
作者
李世其
贺平
+1 位作者
韩可
张智勇
《华中科技大学学报（自然科学版）》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第5期123-129,共7页
为解决冗余机械臂逆运动学求解困难的问题,提出一种基于关节角参数的逆运动学求解和优化方法.首先推导了正向运动学,并基于关节角参数化法得出了解析逆运动学;然后提出综合考虑避关节极限约束与运动连续性约束的目标函数,该目标函数充...
为解决冗余机械臂逆运动学求解困难的问题,提出一种基于关节角参数的逆运动学求解和优化方法.首先推导了正向运动学,并基于关节角参数化法得出了解析逆运动学;然后提出综合考虑避关节极限约束与运动连续性约束的目标函数,该目标函数充分考虑了不同工作状态的差异性;最后引入带惯性权重的粒子群算法加快求解速度.实验结果表明:逆运动学求解平均时长为1.19μs,误差在10 nm以内,能够求出给定参数值的所有解,结合避关节极限和运动连续性的优化目标能够求出最优解,在直线与圆弧两种路径跟踪实验中比传统方法分别提高了68.4%和58.0%的优化效果.
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关键词
冗余机械臂
逆运动学优化
解析解
关节角参数化
粒子群算法
原文传递
基于Kinect的机械臂目标抓取
被引量：
61
3
作者
韩峥
刘华平
+2 位作者
黄文炳
孙富春
高蒙
《智能系统学报》
CSCD
北大核心
2013年第2期149-155,共7页
为完成机械臂在非特定环境下的自主抓取,系统采用微软公司研发的Kinect对场景内的信息进行实时检测.通过对Kinect采集的深度信息进行背景相减法和帧差法处理可以获得目标抓取点信息.利用基于工作空间的RRT算法对机械臂末端进行路径规划...
为完成机械臂在非特定环境下的自主抓取,系统采用微软公司研发的Kinect对场景内的信息进行实时检测.通过对Kinect采集的深度信息进行背景相减法和帧差法处理可以获得目标抓取点信息.利用基于工作空间的RRT算法对机械臂末端进行路径规划,并利用梯度投影法进行逆运动学轨迹优化,求解关节轨迹.机械臂按照关节角运动时,可完成目标的抓取.通过设计一套实时桌面清理实验系统,验证了该方法的有效性.
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关键词
KINECT
目标检测
RRT
逆运动学轨迹优规
机械臂
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职称材料
冗余铺放机器人的自运动流形及逆解优化研究
4
作者
李奎
徐孝彬
+1 位作者
王婷婷
刘波
《机电工程》
CAS
北大核心
2024年第3期551-558,共8页
针对用于复合材料铺放成型的八自由度冗余机器人系统的逆运动学问题,提出了一种求解其自运动流形及逆解优化的算法。首先,基于位姿分离思想定义了位置子流形和姿态子流形,采用几何求解法得到了基于自运动变量的参数化方程形式的位置子...
针对用于复合材料铺放成型的八自由度冗余机器人系统的逆运动学问题,提出了一种求解其自运动流形及逆解优化的算法。首先,基于位姿分离思想定义了位置子流形和姿态子流形,采用几何求解法得到了基于自运动变量的参数化方程形式的位置子流形和姿态子流形;然后,根据机器人的关节约束和实际铺放工艺过程,对给定的铺放位姿进行了位置子流形和姿态子流形配对的仿真,并用流形中若干组逆解通过正向运动学得到了末端位姿矩阵(其结果均与给定位姿相符,从而验证了自运动流形求解过程的正确性);最后,在完成自运动流形求解的基础上,从机械臂运动的平滑性和关节运动变化量两个方面出发,提出了一种基于自运动变量参数化方程的全局优化目标函数;以飞机尾椎模型为实验研究对象,对其中一条铺放路径进行了逆解全局优化仿真,得到了自运动变量和机器人各关节角在铺放路径上的优化曲线,将仿真结果与一种多目标优化算法进行了比较。研究结果表明:针对相同的铺放路径,采用上述优化算法后关节角变化总量降低了11.25%;该算法能够有效地求解八自由度冗余铺放机器人系统的自运动流形,基于全局优化目标函数,其能够在自运动流形中寻找出自运动变量和机器人各关节的最优解。该算法同样也适用于其他位姿解耦的冗余机器人系统逆解问题的求解。
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关键词
冗余铺放机器人
八自由度
几何法
位姿分离
自运动流形
逆解优化
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职称材料
题名
6自由度解耦机器人运动学逆解优化的研究
被引量：
8
1
作者
周国义
谢明红
孙友生
刘仁中
机构
华侨大学机电及自动化学院
出处
《机电产品开发与创新》
2009年第5期21-23,共3页
文摘
针对6自由度解耦机器人的多解问题,分析了机器人的正、逆运动学解,提出了基于最短行程原则的运动学逆解优化方法,确保机器人系统取得合适的逆解。该方法利用6自由度解耦机器人位置与姿态解耦的特性分别给出相应的目标函数,为提高逆解优化的效率,两个目标函数采取主从式的结构。这种优化方法基于关节变量的加权均值,计算简洁又体现了最短行程的原则。最后以PUMA560机器人为例验证该方法是有效的。
关键词
6自由度机器人
逆解优化
运动学模型
Keywords
6-DOF
robot
inverse
kinematics
optimization
kinematics
model
分类号
TP242 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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职称材料
题名
一种冗余机械臂逆运动学求解和优化方法
2
作者
李世其
贺平
韩可
张智勇
机构
华中科技大学机械科学与工程学院
出处
《华中科技大学学报（自然科学版）》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第5期123-129,共7页
基金
广东省重点领域研发计划资助项目(2019B010154003).
文摘
为解决冗余机械臂逆运动学求解困难的问题,提出一种基于关节角参数的逆运动学求解和优化方法.首先推导了正向运动学,并基于关节角参数化法得出了解析逆运动学;然后提出综合考虑避关节极限约束与运动连续性约束的目标函数,该目标函数充分考虑了不同工作状态的差异性;最后引入带惯性权重的粒子群算法加快求解速度.实验结果表明:逆运动学求解平均时长为1.19μs,误差在10 nm以内,能够求出给定参数值的所有解,结合避关节极限和运动连续性的优化目标能够求出最优解,在直线与圆弧两种路径跟踪实验中比传统方法分别提高了68.4%和58.0%的优化效果.
关键词
冗余机械臂
逆运动学优化
解析解
关节角参数化
粒子群算法
Keywords
redundant
manipulator
inverse
kinematics
optimization
analytical
solution
joint
angle
parameterization
particle
swarm
algorithm
分类号
TP242.3 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
原文传递
题名
基于Kinect的机械臂目标抓取
被引量：
61
3
作者
韩峥
刘华平
黄文炳
孙富春
高蒙
机构
石家庄铁道大学电气与电子工程学院
清华大学智能技术与系统国家重点实验室
出处
《智能系统学报》
CSCD
北大核心
2013年第2期149-155,共7页
基金
国家自然科学基金资助项目(61075027)
文摘
为完成机械臂在非特定环境下的自主抓取,系统采用微软公司研发的Kinect对场景内的信息进行实时检测.通过对Kinect采集的深度信息进行背景相减法和帧差法处理可以获得目标抓取点信息.利用基于工作空间的RRT算法对机械臂末端进行路径规划,并利用梯度投影法进行逆运动学轨迹优化,求解关节轨迹.机械臂按照关节角运动时,可完成目标的抓取.通过设计一套实时桌面清理实验系统,验证了该方法的有效性.
关键词
KINECT
目标检测
RRT
逆运动学轨迹优规
机械臂
Keywords
Kinect
target
detection
RRT
inverse
kinematics
trajectory
optimization
manipulator
分类号
TP242 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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职称材料
题名
冗余铺放机器人的自运动流形及逆解优化研究
4
作者
李奎
徐孝彬
王婷婷
刘波
机构
河海大学机电工程学院
出处
《机电工程》
CAS
北大核心
2024年第3期551-558,共8页
基金
江苏省重点研发计划项目(BE2020082-1)。
文摘
针对用于复合材料铺放成型的八自由度冗余机器人系统的逆运动学问题,提出了一种求解其自运动流形及逆解优化的算法。首先,基于位姿分离思想定义了位置子流形和姿态子流形,采用几何求解法得到了基于自运动变量的参数化方程形式的位置子流形和姿态子流形;然后,根据机器人的关节约束和实际铺放工艺过程,对给定的铺放位姿进行了位置子流形和姿态子流形配对的仿真,并用流形中若干组逆解通过正向运动学得到了末端位姿矩阵(其结果均与给定位姿相符,从而验证了自运动流形求解过程的正确性);最后,在完成自运动流形求解的基础上,从机械臂运动的平滑性和关节运动变化量两个方面出发,提出了一种基于自运动变量参数化方程的全局优化目标函数;以飞机尾椎模型为实验研究对象,对其中一条铺放路径进行了逆解全局优化仿真,得到了自运动变量和机器人各关节角在铺放路径上的优化曲线,将仿真结果与一种多目标优化算法进行了比较。研究结果表明:针对相同的铺放路径,采用上述优化算法后关节角变化总量降低了11.25%;该算法能够有效地求解八自由度冗余铺放机器人系统的自运动流形,基于全局优化目标函数,其能够在自运动流形中寻找出自运动变量和机器人各关节的最优解。该算法同样也适用于其他位姿解耦的冗余机器人系统逆解问题的求解。
关键词
冗余铺放机器人
八自由度
几何法
位姿分离
自运动流形
逆解优化
Keywords
redundant
fiber
placement
robot
8-DOF
geometry
method
decouple
of
position
and
orientation
self-motion
manifold
inverse
kinemat
ic
optimization
分类号
TH-39 [机械工程]
TP24 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
6自由度解耦机器人运动学逆解优化的研究
周国义
谢明红
孙友生
刘仁中
《机电产品开发与创新》
2009
8
下载PDF
职称材料
2
一种冗余机械臂逆运动学求解和优化方法
李世其
贺平
韩可
张智勇
《华中科技大学学报（自然科学版）》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
0
原文传递
3
基于Kinect的机械臂目标抓取
韩峥
刘华平
黄文炳
孙富春
高蒙
《智能系统学报》
CSCD
北大核心
2013
61
下载PDF
职称材料
4
冗余铺放机器人的自运动流形及逆解优化研究
李奎
徐孝彬
王婷婷
刘波
《机电工程》
CAS
北大核心
2024
0
下载PDF
职称材料
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