基于Hermite插值的機器人軌跡規劃方法*

潘海鴻，李煥楷，何飛龍，梁 安，陳 琳

(1.廣西大學機械工程學院，南寧 530004；2. 廣西安博特智能科技有限公司，南寧 530007)

0 引言

軌跡規劃作為機器人學基礎，軌跡的優劣對作業完成質量的好壞有著重要影響。按軌跡所在空間區分，軌跡規劃分為笛卡爾空間軌跡規劃與關節空間軌跡規劃[1-3]。

笛卡爾空間軌跡規劃對末端執行器的運動軌跡進行規劃，具有TCP運動平滑且插補位置精度高的特點。LEE等[4]提出基于卷積的加減速算法，利用物理系統限制仿真得到滿足系統要求的合成軌跡；陳琳等[5]根據速度前瞻控制與非對稱S曲線加減速控制實現對軌跡段間銜接進給速度的平滑處理，保證加工效率并提高加工精度與平滑性；蘇婷婷等[6]利用PH曲線對笛卡爾空間軌跡進行過渡，后采用3-4-5次多項式對進行軌跡規劃，有效提高軌跡平滑性；潘海鴻等[7]提出snap連續的全類型非對稱七段式正弦曲線加減速控制算法，提高系統柔性，解決始末速度可達性校驗及修正問題。笛卡爾空間軌跡規劃雖能滿足機器人運動控制系統平滑性加工要求，但需要預測運動狀態節點，存在精插補計算較復雜的缺點。

關節空間軌跡規劃直接規劃關節運動，主要采用多項式或樣條曲線插值進行規劃。劉寶等[8]提出一種三階導數連續的改進三次樣條軌跡規劃方法，仿真驗證改進的方法有效減小了關節軸的殘余振動；朱世強等[9]采用B樣條曲線插值方法構造啟動和停止運動參數可控，且C2連續的關節軌跡，使機器人平穩跟蹤任務空間的任意指定軌跡；……