(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211033779.8 (22)申请日 2022.08.26 (71)申请人 北京东土科技股份有限公司 地址 100144 北京市石景山区实兴大街3 0 号院2号楼8层901 (72)发明人 卢小东　 (74)专利代理 机构 北京华夏正 合知识产权代理 事务所(普通 合伙) 11017 专利代理师 韩登营 (51)Int.Cl. B25J 9/16(2006.01) B25J 13/00(2006.01) (54)发明名称 一种笛卡尔空间的轨 迹规划方法及装置 (57)摘要 本发明提供了一种笛卡尔空间的轨迹规划 方法及装置， 其技术方案包括： 获取多轴设备末 端的若干个路径节点的位姿， 其中， 位姿包括笛 卡尔位置空间的位置坐标和笛卡尔姿态空间的 姿态坐标， 其中， 姿态坐标用三维的连续欧拉角 表示； 对路径节点的位姿进行路径拟合， 获得多 轴设备末端的笛卡尔空间的规划路径； 根据规划 路径的各路径 点的位姿， 获得笛卡尔空间的规划 轨迹。 本发 明的实施例的技术方案对姿态坐标采 用连续取值的连续欧拉角表示， 解决了常规欧拉 角在插补时的奇异点问题和四元数在插补时姿 态不连续问题， 实现了笛卡尔空间基于位姿的连 续规划。 权利要求书2页 说明书13页 附图4页 CN 115179298 A 2022.10.14 CN 115179298 A 1.一种笛卡尔空间的轨 迹规划方法， 其特 征在于， 包括： 获取多轴设备末端的若干个路径节点的位姿， 所述位姿包括笛卡尔 位置空间的位置坐 标和笛卡尔姿态空间的姿态坐标， 其中， 所述姿态坐标用三 维的连续欧拉角表 示， 当多轴设 备末端从第i个路径节 点运动到第i +1个路径节点时， 第i +1个路径节点的第j维的所述连续 欧拉角等于第i个路径节点的第j维的所述连续欧拉角与在该运动过程中第 j维的欧拉角的 正向旋转角度之和； 利用所述位姿对所述路径节点进行平滑拟合， 获得多轴设备末端的笛卡尔空间的规划 路径； 根据所述 规划路径的各路径点的所述 位姿， 获得笛卡尔空间的规划轨 迹。 2.根据权利要求1所述方法， 其特征在于， 所述根据 所述规划路径的各路径点的所述位 姿， 获得笛卡尔空间的规划轨 迹， 包括： 根据所述规划路径的各路径点的所述位姿， 获得所述各路径点的位置长度和角度长 度， 一个路径点的所述位置长度为在笛卡尔位置空间中从第一个路径点到该路径点的所述 规划路径的长度， 一个路径点的所述角度长度为在笛卡尔姿态空间中从第一个路径点到该 路径点的所述 规划路径的长度； 由所述位置长度和所述角度长度组成路程空间的坐标， 根据所述路程空间的坐标对所 述路径点进行路程空间轨 迹插补， 获得 所述路程空间的路程轨 迹； 根据所述路程轨 迹获得所述规划轨迹。 3.根据权利要求2所述方法， 其特征在于， 所述根据 所述路程空间的坐标对所述路径点 进行路程空间轨 迹插补， 获得 所述路程空间的路程轨 迹， 包括： 根据多轴设备末端在笛卡尔空间的运动学约束条件， 获得多轴设备末端在所述路程空 间的运动学约束条件； 在所述路程空间的运动学约束条件下， 根据 所述路程空间的坐标对所述路径点进行路 程空间轨 迹插补， 获得 所述路程轨 迹， 各路程轨 迹点的速度、 加速度和 加加速度连续。 4.根据权利要求3所述方法， 其特征在于， 所述根据 所述路程空间的坐标对所述路径点 进行路程空间轨 迹插补， 具体包括： 根据所述路程空间的坐标， 对所述路径点在所述路程空间的所述位置长度维度的轨迹 和所述姿态长度维度的轨 迹进行同步插补。 5.根据权利要求2所述方法， 其特征在于， 所述根据所述路程轨迹获得所述规划轨迹， 包括： 根据各路程轨迹点的所述位置长度和所述角度长度， 获得所述各路程轨迹点的所述位 姿； 把所述各路程轨 迹点作为笛卡尔空间的规划轨 迹点， 构成所述 规划轨迹。 6.根据权利要求1所述方法， 其特征在于， 所述利用所述位姿对所述路径节点进行平滑 拟合， 至少包括下列之一： 根据所述 位姿利用线段和圆弧对所述路径 节点进行平 滑拟合； 根据所述 位姿利用B样条或多 项式对所述路径 节点进行平 滑拟合。 7.根据权利要求1所述方法， 其特 征在于， 还 包括： 根据所述规划轨迹点的位姿， 获得各轨迹节点， 所述轨迹节点为所述规划轨迹上在笛权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115179298 A 2卡尔空间的曲率大于设定阈值的规划轨 迹点； 对所述轨迹节点的所述位姿进行运动学逆解， 获得关节节点在所述多轴设备的关节 空 间的关节坐标， 所述关节 节点为所述轨 迹节点在所述关节空间对应的点； 在所述多轴设备各轴的运动学约束条件下， 根据所述节坐标， 同步规划所述多轴设备 各轴的关节轨 迹。 8.一种多轴设备的关节空间轨迹的规划装置， 其特征在于， 包括： 获取模块、 路径规划 模块和笛卡尔轨 迹规划模块； 所述获取模块用于获取多轴设备末端的若干个路径节点的位姿， 所述位姿包括笛卡尔 位置空间的位置坐标和笛卡尔姿态空间的姿态坐标， 其中， 所述姿态坐标用三维的连续欧 拉角表示， 当多轴设备末端从第i个路径节点运动到第i +1个路径节 点时， 第i+1个路径节 点 的第j维的所述连续欧拉角等于第i个路径节点的第 j维的所述连续欧拉角与在该运动过程 中第j维的欧拉角的旋转角度之和； 所述路径规划模块用于利用所述位姿对所述路径节点进行平滑拟合， 获得多轴设备末 端的笛卡尔空间的规划路径； 所述笛卡尔轨迹规划模块用于根据 所述规划路径的各路径点的所述位姿， 获得笛卡尔 空间的规划轨 迹。 9.一种计算设备， 其特 征在于， 包括： 总线； 通信接口， 其与所述总线连接； 至少一个处 理器， 其与所述总线连接； 以及 至少一个存储器， 其与所述总线连接并存储有程序指令， 所述程序指令当被所述至少 一个处理器执行时使得 所述至少一个处 理器执行权利要求1至7任一所述译码方法。 10.一种计算机可读存储介质， 其上存储有程序指令， 其特征在于， 所述程序指令当被 计算机执 行时使得 所述计算机执 行权利要求1至7任一所述译码方法。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115179298 A 3