基于唯一域方法的机器人逆向运动学求解

• 作者: 李光 杨加超 章晓峰 肖帆 马祺杰
• 来源期刊: 农业机械学报
• 学科: 工学
• 关键词: 工业机器人 唯一域 逆运动学解 雅可比矩阵 CMA-ES算法
• 年，卷（期）: 2019,（10）
• 所属期刊栏目: 先进制造技术及基础理论
• 页码范围: 386-394
• 页数: 9页
• 分类号: TP242.2
• 字数: 6770字
• 语种: 中文
• DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2019.10.045

摘要

针对机器人的逆运动学多解问题,提出一种基于唯一域求解的新方法.利用机器人的雅可比矩阵行列式等于0确定的边界,将机器人的关节空间划分为与逆运动学多解数目一致的唯一域;各唯一域的边界作为约束条件,将唯一域内的逆运动学求解转换为CMA-ES算法的有约束寻优;利用佳点集均匀分布性的特点,优化唯一域中CMA-ES算法求解的初始均值点.通过求6R工业机器人的逆运动学多解,阐述了该方法的应用,并以机械臂逆解数值法为参照,在钱江一号6R工业机器人和KUKA仿人机械臂上进行了2个仿真实验对比.仿真结果表明,本文所提方法在满足精度要求的前提下,平均求解时间更短.实验1中,CMA-ES算法求解一组逆解的平均速度约为5.1 ms/次,数值法求解的平均速度约为7.5 ms/次;实验2中,一组逆解的求解平均速度约为18.9 ms/次,数值法求解的平均速度约为54.8 ms/次;CMA-ES算法对两款机器人的位置跟踪精度均稳定在10-6 mm数量级.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	李光	湖南工业大学机械工程学院	49	181	8.0	10.0
2	肖帆	湖南工业大学机械工程学院	8	3	1.0	1.0
3	杨加超	湖南工业大学机械工程学院	3	0	0.0	0.0
4	章晓峰	湖南工业大学机械工程学院	4	1	1.0	1.0
5	马祺杰	湖南工业大学机械工程学院	5	1	1.0	1.0