CN111015668B - 一种加加速度连续的速度规划方法、装置、控制器及机器人 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机器人技术领域，公开了一种加加速度连续的速度规划方法、装置、控制器及机器人，所述的加加速度连续的速度规划方法，包括：获取预设位移、预设最大速度、预设最大加速度、预设最大加加速度以及预设最大加加速度斜率；根据所述预设位移、预设最大速度、预设最大加速度、预设最大加加速度，确定最大加加速度斜率时间，并确定最大加加速度时间，进而确定最大加速度时间、最大速度时间以及最大加加速度斜率；从而确定每一时间段的位移、速度、加速度以及加加速度。通过预设最大加加速度斜率反算最大加加速度斜率，本发明实施例能够解决目前机器人的速度规划存在机械振动的技术问题。

Description

一种加加速度连续的速度规划方法、装置、控制器及机器人

技术领域

本发明实施方式涉及机器人技术领域，特别是涉及一种加加速度连续的速度规划方法、装置、控制器及机器人。

背景技术

随着技术的发展和人们生活水平的提高，人工智能领域的发展如火如荼，机器人作为一种自动执行工作任务的机器装置更是人工智能领域最为重要的一个分支，诸如清洁机器人、服务机器人、远程监控机器人、扫地机器人等移动机器人逐渐进入人们的生活中。

机器人作为一种可运动的装置，其在运动过程中的轨迹平滑性和实时性是衡量机器人运动规划性能的重要指标。通常，为保证机器人的轨迹平滑，工业设备通常采用S型速度规划，S型速度规划也被广泛应用于机器人***速度规划领域。

但是，目前S型速度规划通常采用三阶***模型，只能保证加速度连续，加加速度是不连续的，而加加速度的不连续容易导致机械振动，从而影响运行的平稳性。

基于此，目前亟需一种更好的速度规划方法。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供一种加加速度连续的速度规划方法、装置、控制器及机器人，解决目前机器人的速度规划存在机械振动的技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供以下技术方案：

第一方面，本发明实施例提供一种加加速度连续的速度规划方法，应用于机器人，包括：

获取预设位移、预设最大速度、预设最大加速度、预设最大加加速度以及预设最大加加速度斜率；

根据所述预设位移、预设最大速度、预设最大加速度、预设最大加加速度，确定最大加加速度斜率时间；

根据所述预设最大速度、预设最大加速度以及所述预设最大加加速度斜率，确定最大加加速度时间；

根据所述预设最大加加速度斜率、最大加加速度斜率时间、最大加加速度时间以及所述预设位移，确定最大加速度时间；

根据所述预设位移、预设最大加加速度斜率、最大加加速度斜率时间、最大加加速度时间以及最大加速度时间，确定最大速度时间；

根据所述预设位移、预设最大加加速度斜率、最大加加速度斜率时间、最大加加速度时间、最大加速度时间以及最大速度时间，确定最大加加速度斜率；

确定速度规划的任一时间段的起始时刻，并获取机器人的当前时刻，根据所述任一时间段的起始时刻、所述机器人的当前时刻、所述最大加加速度斜率时间、所述最大加加速度时间、所述最大加速度时间、所述最大速度时间以及所述最大加加速度斜率，确定任一时间段的位移、速度、加速度以及加加速度。

在一些实施例中，所述根据所述预设位移、预设最大速度、预设最大加速度、预设最大加加速度，确定最大加加速度斜率时间，包括：

根据所述预设位移，确定第一最大加加速度斜率时间；

根据所述预设最大速度，确定第二最大加加速度斜率时间；

根据所述预设最大加速度，确定第三最大加加速度斜率时间；

根据所述预设最大加加速度，确定第四最大加加速度斜率时间；

将所述第一最大加加速度斜率时间、第二最大加加速度斜率时间、第三最大加加速度斜率时间以及第四最大加加速度斜率时间中的最小值确定为所述最大加加速度斜率时间。

在一些实施例中，所述根据所述预设最大速度、预设最大加速度以及所述预设最大加加速度斜率，确定最大加加速度时间，包括：

根据所述预设最大加加速度斜率、所述最大加加速度斜率时间以及所述预设位移，确定第一最大加加速度时间；

根据所述最大加加速度斜率时间、预设最大速度以及预设最大加加速度斜率，确定第二最大加加速度时间；

根据所述预设最大加速度、预设最大加加速度斜率以及所述最大加加速度斜率时间，确定第三最大加加速度时间；

将所述第一最大加加速度时间、第二最大加加速度时间以及第三最大加加速度时间中的最小值确定为最大加加速度时间。

在一些实施例中，所述根据所述预设最大加加速度斜率、最大加加速度斜率时间、最大加加速度时间以及所述预设位移，确定最大加速度时间，包括：

根据所述预设最大加加速度斜率、最大加加速度斜率时间、最大加加速度时间以及所述预设位移，确定第一最大加速度时间；

根据所述预设最大速度、预设最大加加速度斜率、最大加加速度斜率时间以及最大加加速度时间，确定第二最大加速度时间；

将所述第一最大加速度时间以及第二最大加速度时间中的最小值确定为所述最大加速度时间。

在一些实施例中，所述方法还包括：

对所述最大加加速度斜率时间、最大加加速度时间、最大加速度时间以及最大速度时间进行取整。

在一些实施例中，所述根据所述预设位移、预设最大加加速度斜率、最大加加速度斜率时间、最大加加速度时间、最大加速度时间以及最大速度时间，确定最大加加速度斜率，包括：

根据取整后的最大加加速度斜率时间、最大加加速度时间、最大加速度时间以及最大速度时间，确定最大加加速度斜率。

在一些实施例中，所述速度规划包括至少16个时间段，假设某一时间段的起始时刻为t_i，则所述确定每一时间段的起始时刻为：

其中，i为整数且0≤i≤15，t₀为第一时间段的起始时刻。

第二方面，本发明实施例提供一种加加速度连续的速度规划装置，包括：

获取单元，用于获取预设位移、预设最大速度、预设最大加速度、预设最大加加速度以及预设最大加加速度斜率；

最大加加速度斜率时间单元，用于根据所述预设位移、预设最大速度、预设最大加速度、预设最大加加速度，确定最大加加速度斜率时间；

最大加加速度时间单元，用于根据所述预设最大速度、预设最大加速度以及所述预设最大加加速度斜率，确定最大加加速度时间；

最大加速度时间单元，用于根据所述预设最大加加速度斜率、最大加加速度斜率时间、最大加加速度时间以及所述预设位移，确定最大加速度时间；

最大速度时间单元，用于根据所述预设位移、预设最大加加速度斜率、最大加加速度斜率时间、最大加加速度时间以及最大加速度时间，确定最大速度时间；

最大加加速度斜率单元，用于根据所述预设位移、预设最大加加速度斜率、最大加加速度斜率时间、最大加加速度时间、最大加速度时间以及最大速度时间，确定最大加加速度斜率；

速度规划单元，用于确定速度规划的任一时间段的起始时刻，并获取机器人的当前时刻，根据所述任一时间段的起始时刻、所述机器人的当前时刻、所述最大加加速度斜率时间、所述最大加加速度时间、所述最大加速度时间、所述最大速度时间以及所述最大加加速度斜率，确定任一时间段的位移、速度、加速度以及加加速度。

第三方面，本发明实施例提供一种控制器，包括：

至少一个处理器；和

与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，

所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行上述的加加速度连续的速度规划方法。

第四方面，本发明实施例提供一种机器人，包括上述的控制器。

第五方面，本发明实施例提供一种非易失性计算机可读存储介质，所述非易失性计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于使控制器执行上述的加加速度连续的速度规划方法。

本发明实施方式的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明实施方式提供一种加加速度连续的速度规划方法、装置、控制器及机器人，所述加加速度连续的速度规划方法包括：获取预设位移、预设最大速度、预设最大加速度、预设最大加加速度以及预设最大加加速度斜率；根据所述预设位移、预设最大速度、预设最大加速度、预设最大加加速度，确定最大加加速度斜率时间，并确定最大加加速度时间，进而确定最大加速度时间、最大速度时间以及最大加加速度斜率；从而确定每一时间段的位移、速度、加速度以及加加速度。通过预设最大加加速度斜率反算最大加加速度斜率，本发明实施例能够解决目前机器人的速度规划存在机械振动的技术问题。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1是现有技术的S型速度规划的曲线图；

图2是本发明实施例提供的一种加加速度连续的速度规划方法的流程示意图；

图3是图2中的步骤S20的细化流程图；

图4是图2中的步骤S30的细化流程图；

图5是图2中的步骤S40的细化流程图；

图6是本发明实施例提供的加加速度连续的速度规划的曲线图；

图7是本发明实施例提供的一种加加速度连续的速度规划装置的结构示意图；

图8是本发明实施例提供的一种控制器的结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面结合附图和具体实施方式，对本发明进行更详细的说明。需要说明的是，当元件被表述“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。当一个元件被表述“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。本说明书所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本说明书中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是用于限制本发明。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

目前，机器人作为一种可运动的装置，其在运动过程中的轨迹平滑性和实时性是衡量机器人运动规划性能的重要指标。通常，为保证机器人的轨迹平滑，工业设备通常采用S型速度规划，S型速度规划也被广泛应用于机器人***速度规划领域。

现有的S型速度规划广泛应用于机器人***速度规划领域。然而，现有S型速度规划通常采用三阶***模型，只能保证加速度连续，加加速度是不连续的，如图1所示，图1是现有技术的S型速度规划的曲线图；

现有技术的速度规划存在加加速度的不连续的问题，容易导致机械振动，影响机器人运行的平稳性。

为解决S型速度规划加加速度不连续的问题，本发明提出一种加加速度连续的速度规划方法，解决目前机器人的速度规划存在机械振动的技术问题，提高机器人运行的平稳性。

请参阅图2，图2是本发明实施例提供的一种加加速度连续的速度规划方法的流程示意图；

如图2所示，该加加速度连续的速度规划方法，应用于机器人，包括：

步骤S10：获取预设位移、预设最大速度、预设最大加速度、预设最大加加速度以及预设最大加加速度斜率；

具体的，所述机器人通信连接终端设备，通过获取终端设备发送的操作指令，所述操作指令包括预设位移、预设最大速度、预设最大加速度、预设最大加加速度以及预设最大加加速度斜率等信息，其中，所述终端设备通过用户输入所述预设位移、预设最大速度、预设最大加速度、预设最大加加速度以及预设最大加加速度斜率等信息，从而生成所述操作指令，例如：获取预设位移s、预设最大速度v_max，预设最大加速度a_max，预设最大加加速度j_max，预设最大加加速度斜率d_max。

步骤S20：根据所述预设位移、预设最大速度、预设最大加速度、预设最大加加速度，确定最大加加速度斜率时间；

具体的，假设速度规划过程中并未超过所述预设位移、预设最大速度、预设最大加速度、预设最大加加速度以及预设最大加加速度斜率，则通过所述预设位移、预设最大速度、预设最大加速度、预设最大加加速度，可以确定最大加加速度斜率时间。

具体的，请再参阅图3，图3是图2中的步骤S20的细化流程图；

如图3所示，该步骤S20：根据所述预设位移、预设最大速度、预设最大加速度、预设最大加加速度，确定最大加加速度斜率时间，包括：

步骤S21：根据所述预设位移，确定第一最大加加速度斜率时间；

具体的，所述预设位移为位移约束，由给定位移约束，可以确定第一最大加加速度斜率时间t_d1，所述根据所述预设位移s，确定第一最大加加速度斜率时间，包括：根据所述预设位移s以及所述预设最大加加速度斜率d_max，确定所述第一最大加加速度斜率时间，例如根据下式(1)计算得出：

步骤S22：根据所述预设最大速度，确定第二最大加加速度斜率时间；

具体的，所述预设最大速度为最大速度约束，由最大速度约束，可以确定第二最大加加速度斜率时间t_d2，所述根据所述预设最大速度v_max，确定第二最大加加速度斜率时间t_d2，包括：根据所述预设最大速度v_max以及所述预设最大加加速度斜率d_max，确定所述第二最大加加速度斜率时间t_d2，例如根据下式(2)计算得出：

步骤S23：根据所述预设最大加速度，确定第三最大加加速度斜率时间；

具体的，所述预设最大加速度为最大加速度约束，由最大加速度约束，可以确定第三最大加加速度斜率时间t_d3，所述根据预设最大加速度a_max，确定第三最大加加速度斜率时间t_d3，包括：根据所述预设最大加速度a_max以及所述预设最大加加速度斜率d_max，确定所述第三最大加加速度斜率时间t_d3，例如根据下式(3)计算得出：

步骤S24：根据所述预设最大加加速度，确定第四最大加加速度斜率时间；

具体的，所述预设最大加加速度为最大加加速度约束，由给定最大加加速度约束，可以确定第四最大加加速度斜率时间t_d4，具体的，所述根据所述预设最大加加速度j_max，确定第四最大加加速度斜率时间t_d4，包括：根据所述预设最大加加速度j_max以及所述预设最大加加速度斜率d_max，确定所述第四最大加加速度斜率时间t_d4，例如根据下式(4)计算得出：

步骤S25：将所述第一最大加加速度斜率时间、第二最大加加速度斜率时间、第三最大加加速度斜率时间以及第四最大加加速度斜率时间中的最小值确定为所述最大加加速度斜率时间；

具体的，确定所述第一最大加加速度斜率时间t_d1、第二最大加加速度斜率时间t_d2、第三最大加加速度斜率时间t_d3以及第四最大加加速度斜率时间t_d4中的最小值，将所述第一最大加加速度斜率时间t_d1、第二最大加加速度斜率时间t_d2、第三最大加加速度斜率时间t_d3以及第四最大加加速度斜率时间t_d4中的最小值确定为所述最大加加速度斜率时间t_d。可以理解的是，当所述最大加加速度斜率时间t_d为所述第一最大加加速度斜率时间t_d1、第二最大加加速度斜率时间t_d2、第三最大加加速度斜率时间t_d3以及第四最大加加速度斜率时间t_d4中的最小值时，则所述最大加加速度斜率时间t_d同时满足位移约束、最大速度约束、最大加速度约束以及最大加加速度约束。

步骤S30：根据所述预设最大速度、预设最大加速度以及所述预设最大加加速度斜率，确定最大加加速度时间；

具体的，请再参阅图4，图4是图2中的步骤S30的细化流程图；

如图4所示，该步骤S30：根据所述预设最大速度、预设最大加速度以及所述预设最大加加速度斜率，确定最大加加速度时间，包括：

步骤S31：根据所述预设最大加加速度斜率、所述最大加加速度斜率时间以及所述预设位移，确定第一最大加加速度时间；

具体的，根据上述计算得到的最大加加速度斜率时间t_d，假设规划结果不超过给定的最大加速度以及最大速度，即不超过所述预设最大加速度a_max以及预设最大速度v_max，则根据所述预设最大加加速度斜率d_max、所述最大加加速度斜率时间t_d以及所述预设位移s，确定第一最大加加速度时间t_j1，例如根据下式(5)计算得到：

通过求解关于第一最大加加速度时间t_j1的三次方程，确定所述第一最大加加速度时间t_j1的值。

步骤S32：根据所述最大加加速度斜率时间、预设最大速度以及预设最大加加速度斜率，确定第二最大加加速度时间；

具体的，由最大速度约束，即通过所述预设最大速度v_max，结合所述最大加加速度斜率时间t_d以及所述预设最大加加速度斜率d_max，确定所述第二最大加加速度时间t_j2，例如根据下式(6)计算得到：

步骤S33：根据所述预设最大加速度、预设最大加加速度斜率以及所述最大加加速度斜率时间，确定第三最大加加速度时间；

具体的，由最大加速度约束，即所述预设最大加速度a_max，结合所述预设最大加加速度斜率d_max以及所述最大加加速度斜率时间t_d，确定所述第三最大加加速度时间t_j3，例如根据下式(7)计算得到：

步骤S34：将所述第一最大加加速度时间、第二最大加加速度时间以及第三最大加加速度时间中的最小值确定为最大加加速度时间。

具体的，确定所述第一最大加加速度时间t_j1、第二最大加加速度时间t_j2以及第三最大加加速度时间t_j3中的最小值，将所述第一最大加加速度时间t_j1、第二最大加加速度时间t_j2以及第三最大加加速度时间t_j3中的最小值确定为所述最大加加速度时间t_j。可以理解的是，当所述最大加加速度时间t_j为所述第一最大加加速度时间t_j1、第二最大加加速度时间t_j2以及第三最大加加速度时间t_j3中的最小值，则所述最大加加速度时间t_j同时满足最大速度约束以及最大加速度约束。

步骤S40：根据所述预设最大加加速度斜率、最大加加速度斜率时间、最大加加速度时间以及所述预设位移，确定最大加速度时间；

具体的，由上述计算得到的最大加加速度时间t_j满足给定的所有约束，在确定最大加速度时间t_a时，假设规划结果不超过给定的最大速度，即预设最大速度v_max，则可以根据所述预设最大加加速度斜率d_max、最大加加速度斜率时间t_d、最大加加速度时间t_j以及所述预设位移s，确定最大加速度时间t_a，具体的，请再参阅图5，图5是图2中的步骤S40的细化流程图；

如图5所示，该步骤S40：根据所述预设最大加加速度斜率、最大加加速度斜率时间、最大加加速度时间以及所述预设位移，确定最大加速度时间，包括：

步骤S41：根据所述预设最大加加速度斜率、最大加加速度斜率时间、最大加加速度时间以及所述预设位移，确定第一最大加速度时间；

具体的，假设规划结果不超过给定最大速度约束，即不超过所述预设最大速度v_max，则根据所述预设最大加加速度斜率d_max、最大加加速度斜率时间t_d、最大加加速度时间t_j以及所述预设位移s，可以确定所述第一最大加速度时间t_a1，例如根据下式(8)计算得到：

步骤S42：根据所述预设最大速度、预设最大加加速度斜率、最大加加速度斜率时间以及最大加加速度时间，确定第二最大加速度时间；

具体的，通过最大速度约束，即预设最大速度v_max，结合所述预设最大加加速度斜率d_max、最大加加速度斜率时间t_d以及最大加加速度时间t_j，可以确定的最大加速度时间t_a2，例如根据下式(9)计算得到：

步骤S43：将所述第一最大加速度时间以及第二最大加速度时间中的最小值确定为所述最大加速度时间。

具体的，确定所述第一最大加速度时间t_a1以及第二最大加速度时间t_a2中的最小值，将所述第一最大加速度时间t_a1以及第二最大加速度时间t_a2中的最小值确定为最大加速度时间t_a。可以理解的是，当所述最大加速度时间t_a为所述第一最大加速度时间t_a1以及第二最大加速度时间t_a2中的最小值时，所述最大加速度时间t_a同时满足最大速度约束以及所述位移约束。

步骤S50：根据所述预设位移、预设最大加加速度斜率、最大加加速度斜率时间、最大加加速度时间以及最大加速度时间，确定最大速度时间；

具体的，根据所述预设位移s、预设最大加加速度斜率d_max、最大加加速度斜率时间t_d、最大加加速度时间t_j以及最大加速度时间t_a，可以确定最大速度时间t_v，例如根据下式(10)计算得到：

步骤S60：根据所述预设位移、预设最大加加速度斜率、最大加加速度斜率时间、最大加加速度时间、最大加速度时间以及最大速度时间，确定最大加加速度斜率；

具体的，在确定所述预设位移s、预设最大加加速度斜率d_max、最大加加速度斜率时间t_d、最大加加速度时间t_j、最大加速度时间t_a以及最大速度时间t_v之后，可以反算最大加加速度斜率d_MAX，相当于通过预设一个预设最大加加速度斜率d_max，确定所述预设位移s、预设最大加加速度斜率d_max、最大加加速度斜率时间t_d、最大加加速度时间t_j、最大加速度时间t_a以及最大速度时间t_v，然后反算所述最大加加速度斜率d_MAX，例如通过下式(11)计算得出：

在本发明实施例中，所述机器人包括一机器人控制***，所述机器人控制***为离散***，存在一个***采样时间，例如1ms、3ms等，该采样时间为一固定值，由于上述计算的各时间段不一定满足所述机器人控制***给定的采样时间的整数倍，因此，需要对计算所得到的各时间段进行取整，例如：分别对所述最大加加速度斜率时间t_d、最大加加速度时间t_j、最大加速度时间t_a以及最大速度时间t_v进行取整，以保证精确到达给定的位置。具体的，通过取整函数对所述最大加加速度斜率时间t_d、最大加加速度时间t_j、最大加速度时间t_a以及最大速度时间t_v进行取整，所述取整函数如下式(12)所示：

其中，ceil为向上取整函数，取整后的时间值均大于原值，从而保证修正后的速度规划满足给定约束。t'依次取t_d，t_j，t_a，t_v，Ts为***采样时间。

在本发明实施例中，所述方法还包括：根据取整后的最大加加速度斜率时间t_d、最大加加速度时间t_j、最大加速度时间t_a以及最大速度时间t_v，计算取整后的最大加加速度斜率d_MAX，例如：将取整后的最大加加速度斜率时间t_d、最大加加速度时间t_j、最大加速度时间t_a以及最大速度时间t_v代入上式(11)中，计算得到所述取整后的最大加加速度斜率d_MAX。可以理解的是，通过取整，本发明实施例能够解决周期离散化引起的精度损失问题，保证速度规划的精确性。

步骤S70：确定速度规划的任一时间段的起始时刻，并获取机器人的当前时刻，根据所述任一时间段的起始时刻、所述机器人的当前时刻、所述最大加加速度斜率时间、所述最大加加速度时间、所述最大加速度时间、所述最大速度时间以及所述最大加加速度斜率，确定任一时间段的位移、速度、加速度以及加加速度。

具体的，所述速度规划包括至少16个时间段，假设某一时间段的起始时刻为t_i，则所述确定任一时间段的起始时刻为通过下式(13)计算得到：

其中，i为整数且0≤i≤15，t₀为第一时间段的起始时刻，t为机器人的当前时刻，t＝n*Ts，n为正整数。

具体的，所述获取机器人的当前时刻，根据所述任一时间段的起始时刻、所述机器人的当前时刻、所述最大加加速度斜率时间、所述最大加加速度时间、所述最大加速度时间、所述最大速度时间以及所述最大加加速度斜率，确定任一时间段的位移、速度、加速度以及加加速度，包括：

通过上式(13)获取每一时间段的起始时刻t_i，所述机器人的当前时刻t，所述最大加加速度斜率时间t_d、所述最大加加速度时间t_j、所述最大加速度时间t_a、所述最大速度时间t_v以及所述最大加加速度斜率d_MAX，确定任一时间段的位移、速度、加速度以及加加速度，包括：通过下式(14)计算得到：

其中，j(t)为加加速度函数，a(t)为加速度函数，v(t)为速度函数，s(t)为位移函数，i为整数且0≤i≤15，t为机器人的当前时刻。

通过计算任一时间段的位移、速度、加速度以及加加速度，输出速度规划结果，所述速度规划结果包括每一时间段的位移、速度、加速度以及加加速度。请再参阅图6，图6是本发明实施例提供的加加速度连续的速度规划的曲线图；

如图6所示，该速度规划的加速度连续，其中，横轴表示的是机器人的采样数量，例如：100，则根据t＝n*Ts可以确定机器人的当前时刻，从而确定每一时间段对应的位移、速度、加速度以及加加速度。

在本发明实施例中，通过提供一种加加速度连续的速度规划方法，应用于机器人，包括：获取预设位移、预设最大速度、预设最大加速度、预设最大加加速度以及预设最大加加速度斜率；根据所述预设位移、预设最大速度、预设最大加速度、预设最大加加速度，确定最大加加速度斜率时间；根据所述预设最大速度、预设最大加速度以及所述预设最大加加速度斜率，确定最大加加速度时间；根据所述预设最大加加速度斜率、最大加加速度斜率时间、最大加加速度时间以及所述预设位移，确定最大加速度时间；根据所述预设位移、预设最大加加速度斜率、最大加加速度斜率时间、最大加加速度时间以及最大加速度时间，确定最大速度时间；根据所述预设位移、预设最大加加速度斜率、最大加加速度斜率时间、最大加加速度时间、最大加速度时间以及最大速度时间，确定最大加加速度斜率；确定速度规划的任一时间段的起始时刻，并获取机器人的当前时刻，根据所述任一时间段的起始时刻、所述机器人的当前时刻、所述最大加加速度斜率时间、所述最大加加速度时间、所述最大加速度时间、所述最大速度时间以及所述最大加加速度斜率，确定任一时间段的位移、速度、加速度以及加加速度。通过预设最大加加速度斜率反算最大加加速度斜率，本发明实施例能够解决目前机器人的速度规划存在机械振动的技术问题，提高机器人运行的平稳性。

请再参阅图7，图7是本发明实施例提供的一种加加速度连续的速度规划装置的结构示意图；

如图7所示，该加加速度连续的速度规划装置70，应用于机器人，所述装置包括：

获取单元71，用于获取预设位移、预设最大速度、预设最大加速度、预设最大加加速度以及预设最大加加速度斜率；

最大加加速度斜率时间单元72，用于根据所述预设位移、预设最大速度、预设最大加速度、预设最大加加速度，确定最大加加速度斜率时间；

最大加加速度时间单元73，用于根据所述预设最大速度、预设最大加速度以及所述预设最大加加速度斜率，确定最大加加速度时间；

最大加速度时间单元74，用于根据所述预设最大加加速度斜率、最大加加速度斜率时间、最大加加速度时间以及所述预设位移，确定最大加速度时间；

最大速度时间单元75，用于根据所述预设位移、预设最大加加速度斜率、最大加加速度斜率时间、最大加加速度时间以及最大加速度时间，确定最大速度时间；

最大加加速度斜率单元76，用于根据所述预设位移、预设最大加加速度斜率、最大加加速度斜率时间、最大加加速度时间、最大加速度时间以及最大速度时间，确定最大加加速度斜率；

速度规划单元77，用于确定速度规划的任一时间段的起始时刻，并获取机器人的当前时刻，根据所述任一时间段的起始时刻、所述机器人的当前时刻、所述最大加加速度斜率时间、所述最大加加速度时间、所述最大加速度时间、所述最大速度时间以及所述最大加加速度斜率，确定任一时间段的位移、速度、加速度以及加加速度。

在本发明实施例中，所述最大加加速度斜率时间单元72，具体用于：

根据所述预设位移，确定第一最大加加速度斜率时间；

根据所述预设最大速度，确定第二最大加加速度斜率时间；

根据所述预设最大加速度，确定第三最大加加速度斜率时间；

根据所述预设最大加加速度，确定第四最大加加速度斜率时间；

将所述第一最大加加速度斜率时间、第二最大加加速度斜率时间、第三最大加加速度斜率时间以及第四最大加加速度斜率时间中的最小值确定为所述最大加加速度斜率时间。

在本发明实施例中，所述最大加加速度时间单元73，具体用于：

根据所述预设最大加加速度斜率、所述最大加加速度斜率时间以及所述预设位移，确定第一最大加加速度时间；

根据所述最大加加速度斜率时间、预设最大速度以及预设最大加加速度斜率，确定第二最大加加速度时间；

根据所述预设最大加速度、预设最大加加速度斜率以及所述最大加加速度斜率时间，确定第三最大加加速度时间；

将所述第一最大加加速度时间、第二最大加加速度时间以及第三最大加加速度时间中的最小值确定为最大加加速度时间。

在本发明实施例中，所述最大加速度时间单元74，具体用于：

根据所述预设最大加加速度斜率、最大加加速度斜率时间、最大加加速度时间以及所述预设位移，确定第一最大加速度时间；

根据所述预设最大速度、预设最大加加速度斜率、最大加加速度斜率时间以及最大加加速度时间，确定第二最大加速度时间；

将所述第一最大加速度时间以及第二最大加速度时间中的最小值确定为所述最大加速度时间。

在本发明实施例中，所述装置还包括：

取整单元，用于对所述最大加加速度斜率时间、最大加加速度时间、最大加速度时间以及最大速度时间进行取整。

在本发明实施例中，通过提供一种加加速度连续的速度规划装置，包括：获取单元，用于获取预设位移、预设最大速度、预设最大加速度、预设最大加加速度以及预设最大加加速度斜率；最大加加速度斜率时间单元，用于根据所述预设位移、预设最大速度、预设最大加速度、预设最大加加速度，确定最大加加速度斜率时间；最大加加速度时间单元，用于根据所述预设最大速度、预设最大加速度以及所述预设最大加加速度斜率，确定最大加加速度时间；最大加速度时间单元，用于根据所述预设最大加加速度斜率、最大加加速度斜率时间、最大加加速度时间以及所述预设位移，确定最大加速度时间；最大速度时间单元，用于根据所述预设位移、预设最大加加速度斜率、最大加加速度斜率时间、最大加加速度时间以及最大加速度时间，确定最大速度时间；最大加加速度斜率单元，用于根据所述预设位移、预设最大加加速度斜率、最大加加速度斜率时间、最大加加速度时间、最大加速度时间以及最大速度时间，确定最大加加速度斜率；速度规划单元，用于确定速度规划的任一时间段的起始时刻，并获取机器人的当前时刻，根据所述任一时间段的起始时刻、所述机器人的当前时刻、所述最大加加速度斜率时间、所述最大加加速度时间、所述最大加速度时间、所述最大速度时间以及所述最大加加速度斜率，确定任一时间段的位移、速度、加速度以及加加速度。通过预设最大加加速度斜率反算最大加加速度斜率，本发明实施例能够解决目前机器人的速度规划存在机械振动的技术问题，提高机器人运行的平稳性。

请再参阅图8，图8是本发明实施例提供的一种控制器的结构示意图；

如图8所示，该控制器80包括一个或多个处理器81以及存储器82。其中，图8中以一个处理器81为例。

处理器81和存储器82可以通过总线或者其他方式连接，图8中以通过总线连接为例。

存储器82作为一种非易失性计算机可读存储介质，可用于存储非易失性软件程序、非易失性计算机可执行程序以及模块，如本申请实施例中的一种加加速度连续的速度规划方法对应的单元(例如，图7所述的各个单元)。处理器81通过运行存储在存储器82中的非易失性软件程序、指令以及模块，从而执行加加速度连续的速度规划方法的各种功能应用以及数据处理，即实现上述方法实施例的加加速度连续的速度规划方法以及上述装置实施例的各个模块和单元的功能。

存储器82可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实施例中，存储器82可选包括相对于处理器81远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至处理器81。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

所述模块存储在所述存储器82中，当被所述一个或者多个处理器81执行时，执行上述任意方法实施例中的加加速度连续的速度规划方法，例如，执行以上描述的图2所示的各个步骤；也可实现图7所述的各个模块或单元的功能。

本发明实施例还提供一种机器人，所述机器人包括上述的控制器，可以理解的是，所述机器人还包括机械臂、控制台等组件，本领域技术人员能够理解，在此不再赘述。

本发明实施例的机器人以多种形式存在，在执行以上描述的图2所示的各个步骤；也可实现图7所述的各个单元的功能时，包括但不限于：清洁机器人、服务机器人、远程监控机器人、扫地机器人等机器人或者缝纫机器人等工业机器人。

需要说明的是，本发明的说明书及其附图中给出了本发明的较佳的实施方式，但是，本发明可以通过许多不同的形式来实现，并不限于本说明书所描述的实施方式，这些实施方式不作为对本发明内容的额外限制，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。并且，上述各技术特征继续相互组合，形成未在上面列举的各种实施方式，均视为本发明说明书记载的范围；进一步地，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种加加速度连续的速度规划方法，应用于机器人，其特征在于，包括：

获取预设位移、预设最大速度、预设最大加速度、预设最大加加速度以及预设最大加加速度斜率；

根据所述预设位移、预设最大速度、预设最大加速度、预设最大加加速度，确定最大加加速度斜率时间；

根据所述预设位移、预设最大速度、预设最大加速度以及所述预设最大加加速度斜率，确定最大加加速度时间；

根据所述预设最大速度、预设最大加加速度斜率、最大加加速度斜率时间、最大加加速度时间以及所述预设位移，确定最大加速度时间；

根据所述预设位移、预设最大加加速度斜率、最大加加速度斜率时间、最大加加速度时间以及最大加速度时间，确定最大速度时间；

根据所述预设位移、预设最大加加速度斜率、最大加加速度斜率时间、最大加加速度时间、最大加速度时间以及最大速度时间，确定最大加加速度斜率；

确定速度规划的任一时间段的起始时刻，并获取机器人的当前时刻，根据所述任一时间段的起始时刻、所述机器人的当前时刻、所述最大加加速度斜率时间、所述最大加加速度时间、所述最大加速度时间、所述最大速度时间以及确定的所述最大加加速度斜率，确定任一时间段的位移、速度、加速度以及加加速度。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述预设位移、预设最大速度、预设最大加速度、预设最大加加速度，确定最大加加速度斜率时间，包括：

根据所述预设位移，确定第一最大加加速度斜率时间；

根据所述预设最大速度，确定第二最大加加速度斜率时间；

根据所述预设最大加速度，确定第三最大加加速度斜率时间；

根据所述预设最大加加速度，确定第四最大加加速度斜率时间；

将所述第一最大加加速度斜率时间、第二最大加加速度斜率时间、第三最大加加速度斜率时间以及第四最大加加速度斜率时间中的最小值确定为所述最大加加速度斜率时间。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述预设位移、预设最大速度、预设最大加速度以及所述预设最大加加速度斜率，确定最大加加速度时间，包括：

根据所述预设最大加加速度斜率、所述最大加加速度斜率时间以及所述预设位移，确定第一最大加加速度时间；

根据所述最大加加速度斜率时间、预设最大速度以及预设最大加加速度斜率，确定第二最大加加速度时间；

根据所述预设最大加速度、预设最大加加速度斜率以及所述最大加加速度斜率时间，确定第三最大加加速度时间；

将所述第一最大加加速度时间、第二最大加加速度时间以及第三最大加加速度时间中的最小值确定为最大加加速度时间。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述预设最大速度、预设最大加加速度斜率、最大加加速度斜率时间、最大加加速度时间以及所述预设位移，确定最大加速度时间，包括：

根据所述预设最大加加速度斜率、最大加加速度斜率时间、最大加加速度时间以及所述预设位移，确定第一最大加速度时间；

根据所述预设最大速度、预设最大加加速度斜率、最大加加速度斜率时间以及最大加加速度时间，确定第二最大加速度时间；

将所述第一最大加速度时间以及第二最大加速度时间中的最小值确定为所述最大加速度时间。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

对所述最大加加速度斜率时间、最大加加速度时间、最大加速度时间以及最大速度时间进行取整。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据所述预设位移、预设最大加加速度斜率、最大加加速度斜率时间、最大加加速度时间、最大加速度时间以及最大速度时间，确定最大加加速度斜率，包括：

根据取整后的最大加加速度斜率时间、最大加加速度时间、最大加速度时间以及最大速度时间，确定最大加加速度斜率。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述速度规划包括至少16个时间段，假设某一时间段的起始时刻为t_i，则所述确定任一时间段的起始时刻为：

其中，i为整数且0≤i≤15，t₀为第一时间段的起始时刻。

8.一种加加速度连续的速度规划装置，其特征在于，包括：

获取单元，用于获取预设位移、预设最大速度、预设最大加速度、预设最大加加速度以及预设最大加加速度斜率；

最大加加速度斜率时间单元，用于根据所述预设位移、预设最大速度、预设最大加速度、预设最大加加速度，确定最大加加速度斜率时间；

最大加加速度时间单元，用于根据所述预设位移、预设最大速度、预设最大加速度以及所述预设最大加加速度斜率，确定最大加加速度时间；

最大加速度时间单元，用于根据所述预设最大速度、预设最大加加速度斜率、最大加加速度斜率时间、最大加加速度时间以及所述预设位移，确定最大加速度时间；

最大速度时间单元，用于根据所述预设位移、预设最大加加速度斜率、最大加加速度斜率时间、最大加加速度时间以及最大加速度时间，确定最大速度时间；

最大加加速度斜率单元，用于根据所述预设位移、预设最大加加速度斜率、最大加加速度斜率时间、最大加加速度时间、最大加速度时间以及最大速度时间，确定最大加加速度斜率；

速度规划单元，用于确定速度规划的任一时间段的起始时刻，并获取机器人的当前时刻，根据所述任一时间段的起始时刻、所述机器人的当前时刻、所述最大加加速度斜率时间、所述最大加加速度时间、所述最大加速度时间、所述最大速度时间以及确定的所述最大加加速度斜率，确定任一时间段的位移、速度、加速度以及加加速度。

9.一种控制器，其特征在于，包括：

至少一个处理器；和

与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，

所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行如权利要求1-8任一项所述的加加速度连续的速度规划方法。

10.一种机器人，其特征在于，包括：如权利要求9所述的控制器。

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