机器人运动轨迹规划的研究概况

根据不同的任务要求，可将机器人的轨迹规划分为笛卡尔空间轨迹规划与关节空间轨迹规划。笛卡尔空间轨迹规划主要规划机器人末端运动轨迹，通过运动学反解得到机器人末端与关节变量间的映射关系。关节空间轨迹规划对机器人运动过程中的轨迹没有特别严格要求，只规定初末两点的位姿。在对机器人进行运动控制时，各个位置约束、速度约束、加速度约束是需要考虑的关键问题。当机器人运动速度较快时，驱动关节速度和加速度比较容易超限，容易导致驱动电流过大、位置偏差过大、超出限位等问题。因此，在对机器人进行轨迹规划时必须综合考虑速度和加速度等约束条件。徐鹏飞、韩宝玲等在考虑运动约束的前提下，采用“4-3-4”法利用不同低阶多项式对各轨迹段进行插补，以实现流畅连续的自动码放货物的要求。解祥荣、徐海黎等人在考虑运动约束前提下，以机器人运动过程中的总时间最优为目标，通过三次多项式插值进行型值点连接，使用加权函数法定义代价函数，研究其运动过程。 Saravananr,  Ramabalabs等人在考虑运动约束的前提下，使用NURBS曲线规划机器人运动轨迹，通过优化时间来提高机器人的工作效率。piazzi A,  Visioli A在研究机器人运动过程中讨论了其冲击最小问题，在对机器人进行轨迹规划时，提高了机器人动力学性能。Bojan Nemec与Leon Zlajpah等人精确地建立了机器动力学方程，获得了满足运动约束的时间最优的运动轨迹，并在实际应用中验证了其可行性与正确性。

从上述研究可以看出，通过合理的轨迹规划可以使机器人运动过程中某项性能最优。在如今的码垛机器人研究过程中，通过优化轨迹提高机器人某项性能已成为众多科研机构的研究热点。