路径规划参数说明

运动规划器

什么是运动规划器?

规划器是一种用于路径规划的工具或算法,用于在给定的空间中找到从起点到终点的可行路径。

规划器类型

在右侧下拉列表中选择规划器,运动规划器有以下选择:

关节空间规划器

关节空间规划器直接在机器人的关节空间中进行路径规划。主要特点包括:

  • 精确控制:适用于机器人关节的精确控制。

  • 复杂性:在高维关节空间中,搜索可能比较复杂。

  • 适用性:适用于机器人臂等需要精确关节运动的应用。

直线规划器

线性规划器沿着直线进行路径规划,通常用于简单的直线运动。主要特点包括:

  • 简单快速:适用于简单环境,计算速度快。

  • 路径直线:生成的路径为直线,适用于没有障碍物的环境。

  • 局限性:不适用于复杂环境中的路径规划。

贝塞尔曲线规划器

贝塞尔曲线规划器使用贝塞尔曲线生成平滑路径。主要特点包括:

  • 平滑路径:生成的路径平滑,适用于对路径平滑度有要求的应用。

  • 复杂计算:计算复杂度较高,适用于精确控制和需要平滑路径的环境。

  • 灵活性:能够生成各种形状的曲线路径。

快速随机树规划器

快速随机树是一种通过随机采样来逐步扩展树结构的路径规划器。它特别适用于高维空间中的路径搜索问题。主要特点包括:

  • 高效探索:能够快速覆盖大范围的搜索空间。

  • 简单实现:算法实现相对简单。

  • 随机性:路径不稳定,每次运行结果可能不同。

快速随机树规划器参数

最大尝试次数

规划器在搜索路径时允许的最大迭代次数。为了防止规划器陷入无限循环,需要设置一个最大尝试次数。

  • 较高值:适用于复杂环境,可以增加找到可行路径的概率,但计算时间也会增加。

  • 较低值:适用于简单环境,可以快速结束搜索,节省计算资源。

采样边界补偿

采样边界补偿指的是在起始点与目标点之间的空间立方体的边界向外扩展的距离。这一扩展距离的大小会影响搜索空间的范围。

  • 较大值:当补偿值较大时,空间立方体的边界向外扩展更多,搜索空间变大。

  • 较小值:当补偿值较小时,空间立方体的边界向外扩展较少,搜索空间变小。

规划分辨率

规划路径时每一步的步长大小,决定搜索的精细程度。

  • 高分辨率(小步长):生成的路径更加精细和平滑,但计算量增加。

  • 低分辨率(大步长):计算速度较快,但路径可能较粗糙,不够平滑。

最大规划时间

规划器的最长运行时间,超过这个时间规划器将终止规划,即使没有找到路径。

  • 较长时间:适用于复杂环境,增加找到可行路径的概率。

  • 较短时间:适用于实时应用,确保规划器在可接受的时间内返回结果。

是否精确求解

规划器是否需要找到一条完全满足所有约束条件的路径。

  • 精确求解:确保路径完全符合约束,但可能需要更长时间。

  • 近似求解:允许路径在一定范围内偏离约束,减少计算时间,提高效率。

贝塞尔曲线规划器参数

起始点曲率

起始点曲率是指贝塞尔曲线在路径规划中起点处的曲率值。起始点曲率决定了机械臂从初始位置开始移动时的弯曲程度。参数值越大,弯曲程度越大。

目标点曲率

目标点曲率是指贝塞尔曲线在路径规划中终点出的曲率值。目标点曲率决定了机器人在接近目标位置时的弯曲程度。参数值越大,弯曲程度越大。

返回位姿类型

规划器输出的路径点位姿类型,可选笛卡尔或关节。

回撤路径规划

类型

说明

不规划回撤路径

仅规划起始规划点到预抓取点之间的路径,并检测抓取点的碰撞情况,路径点个数为界面设置的数量,不设置回撤抓取点检测数量。

抓取路径碰撞检测

仅规划起始规划点到预抓取点的路径,检测抓取点的碰撞情况,并将被抓取物体添加到工具,检测所有路径点的碰撞情况(目的:相当于把抓取路径当做回撤路径,对回撤路径带着抓取物进行碰撞检测),需要设置回撤抓取点检测数量,路径点个数为界面设置的数量。

规划回撤路径

规划起始规划点到预抓取点的路径,检测抓取点的碰撞情况,并将被抓取物体添加到工具,然后规划预抓取点到起始规划点的路径,路径点个数为界面设置的数量的 2 倍。

路径点数量

路径点是轨迹的基本组成部分,每个路径点包含位置、方向等信息。路径点的数量会影响轨迹的精细度和准确性。路径点数量越多,轨迹越精细,但规划时间也会相应增加。对于起始规划点到抓取点之间距离较长的情况,建议增加路径点数量;相反,如果距离较短,可以减少路径点数量。

  • 当需要规划回撤路径时,最终的路径点数量将是原路径点数量的两倍。

  • 该参数值包含起始规划点与抓取点。

关节角度差异阈值

关节角度差异是指前一个路径点与后一个路径点的机器人各关节角度差的绝对值之和。

该参数用于限制关节角度差异,避免在路径规划过程中机器人位姿发生较大变化,从而使路径更平滑。

预抓取点偏移距离

下图所示中:①为抓取点,②为预抓取点,③为偏移距离。

pick path plan prepick distance

抓取点偏移向量

X/Y/Z分量设置说明:

参数值

说明

0

不向此方向偏移。

1

向正方向偏移。

-1

向负方向偏移。

上图所示预抓取点(②)为X、Y设置为0,Z设置为-1。

回撤预抓取点检测数量

抓取点与预抓取点之间的路径点数量。

起始规划点

在抓取点的基础上增加一个路径点,以便规划出一段抓取点附近的无碰撞路径。

添加起始规划点

起始规划点位姿不能直接通过自身参数进行设置,而是需要通过设置机器人位姿来实现。
  1. 单击起始规划点条目右侧的+

  2. 起始规划点将在TCP处生成,并默认命名为起始规划点1。

    alt

    alt

    起始规划点生成前

    起始规划点生成后

  3. 设置起始规划点模型参数(可选)。

    • 在起始规划点名称右侧单击 set attribute

    • 在 设置起始规划点属性 弹窗中可以重命名其实规划点名称,编辑起始规划点颜色,设置其实规划点得大小、不透明度和坐标轴长度。

此外:

  • 若需要调整规划点位姿,您需要先在机器人条目中调整机器人位姿,然后单击更新规划点位姿

  • 若机器人位姿发生变化,单击将机器人运动到该点,可使机器人模型重新回到机器人规划点。

删除起始规划点

在起始规划点条目下,单击起始规划点名称右侧的 delete icon

更新起始规划点

在起始规划点名称右侧单击 update scenes points

将机器人移动到该点

在起始规划点名称右侧单击 robot move points icon