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申请/专利权人：南京航空航天大学

摘要：本发明提供了一种基于时间圆整策略的拐角平滑速度规划方法，涉及机器人轨迹速度规划插补领域。首先，通过自适应策略读取待速度规划线段，构建拐角曲线并计算约束下的拐角速度；其次，限制速度规划末端的最大速度避免下一次速度规划对前一次速度规划造成影响；然后从前往后速度规划所有线段，并在其中融合时间圆整策略，对于无法实现时间圆整的线段则结合回溯调整策略进行实现，从而实现对所有线段的时间圆整及速度规划；最后，建立局部拐角坐标系与全局坐标系的变换关系，并结合S型速度曲线进行插补。本方法采用自适应读取待速度规划点位，在满足速度规划的同时避免一次处理较多点位而带来的内存空间占用大的问题。

主权项：1.一种基于时间圆整策略的拐角平滑速度规划方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一、读取待执行速度规划的线段，构建拐角曲线，计算约束下的拐角速度；所述读取待执行速度规划的线段有两个判别条件，每次取相邻的两条线进行判断；判别条件一：已读取的总点数大于预定固定值；判别条件二：两条相邻线段的夹角小于90°；步骤二、限制速度规划末段的最大速度，包括三个速度约束，取三个速度约束中的最小值作为限制速度规划末段的最大速度；约束一：最后一个拐角速度；约束二：最大进给速度的k倍，0＜k＜1；约束三：前瞻末端点到最后一个拐角中点距离的一半所能加速的最大可达速度；约束三中，所述前瞻末端点到最后一个拐角中点距离的一半所能加速的最大可达速度的计算方式如下：假设所述最大可达速度能够达到所述最大进给速度，计算所需距离与实际距离的关系，若所需距离小于实际距离则可以达到最大进给速度，反之则达不到最大进给速度；假设存在匀加速段区域，基于S型速度曲线计算无匀加速段的距离，若小于实际距离，则存在匀加速段区域，基于运动关系列方程，通过一元二次方程计算最大可达速度；若达不到最大加速度、不存在匀加速段区域、且初速度不等于0时，通过运动关系列一元三次方程，利用卡尔达诺公式进行求解；初速度等于0时则直接求解一元三次方程；步骤三、基于S型速度曲线从前往后依次对所有线段执行速度规划并进行时间圆整操作：若一条直线上从前往后是加速，则计算最大可达速度，并利用时间圆整策略圆整时间至插补周期的整数倍并计算对应的加加速度；若一条直线上从前往后是减速，则计算逆向可达速度，并利用速度圆整策略圆整时间至插补周期的整数倍并计算对应的加加速度；判断计算所得的加加速度是否超限；所述时间圆整策略包括：利用根据S型速度曲线计算的各个阶段时间总和向上圆整，并将圆整所产生的时间误差按比例分配至各个阶段；利用路径长度不变，求得匀速段的速度；利用加速、减速段的速度与加加速度的关系，计算修正后的加加速度；若加速或者减速阶段修正的加加速度超过限定的加加速度，则进行二次修正；二次修正时，依据始末速度大小关系，进行运行阶段调整：若初速度小于末速度，则二次修正呈现纯加速或者加速与匀速结合；若初速度大于末速度，则二次修正呈现纯减速或者减速与匀速结合；若初速度等于末速度，则二次修正呈现匀速状态，以最大加加速度重新进行计算各阶段的时间并向上圆整时间，并以路径长度不变为条件，重新修正匀速段速度以及加速减速的加加速度；步骤四、对经过步骤三速度规划完成的数据进行插补运算。

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