机器人手臂轨迹规划的研究 (2009年)

根据给定的信息，以下是关于机器人手臂轨迹规划的知识点： 1. 机器人轨迹规划定义：机器人轨迹规划是指根据任务要求，计算出预期的机器人运动轨迹。这涉及到机器人的运动轨迹上位移、速度和加速度的规划。 2. 轨迹规划分类：机器人轨迹规划可以分为关节空间轨迹规划和笛卡儿空间轨迹规划。关节空间轨迹规划直接在关节变量空间中规划轨迹，而笛卡儿空间轨迹规划则是在笛卡儿坐标空间中进行。 3. 笛卡儿空间与关节空间轨迹规划优缺点：笛卡儿空间规划概念直观，路径符合度高，但存在控制算法基于关节坐标、映射困难和求反解问题。关节空间规划可以接近实时地进行，但难以确定各杆件和手的位置，且障碍避让需要位置信息。 4. 关键技术与方法：目前广泛使用的方法包括示教法和样条函数拟合。示教法通过在关键点记住关节坐标来插补运动，而样条函数拟合则使用样条曲线来拟合复杂的运动轨迹。 5. 三次B样条函数的优势：三次B样条函数不要求曲线通过控制点，曲线的阶次与控制点数无关，且允许局部扰动。这些特性使得三次B样条函数非常适合用于机器人关节空间的轨迹插值规划。 6. 实现方法：利用三次B样条函数，根据采样区间端点组成型值点，然后通过插补算法计算出各关节的运动参数，并将这些参数发送到关节控制器以控制运动。这种方法可以确保机器人在运动过程中各关节位置、速度和加速度的连续性。 7. 研究与应用背景：文中提到的研究工作基于服务机器人技术，涉及到智能机器人技术的研究，该研究由国家863高技术研究计划资助。 8. 实验验证：通过实验表明，使用三次B样条函数进行轨迹规划的方法是准确和可行的，可以保证机器人在高速运动时的平稳性。 9. 知识领域与学科交叉：从文中的研究可以看出，机器人手臂轨迹规划属于自然科学领域，尤其在信息技术能力培训方面有其应用价值。对于信息技术培训者来说，理解机器人技术在自动化和智能控制系统中的应用是十分重要的。 以上知识点详细地说明了2009年发表的关于机器人手臂轨迹规划的研究成果，并涵盖了机器人轨迹规划的基础理论、方法及应用，并介绍了三次B样条函数在此领域的应用优势，展示了这一技术研究在实际机器人控制系统中的重要性。