人机协作下的机械臂轨迹生成与修正方法

来源：机器人杂志2016年第4期北京时间：

作者：刘维惠, 陈殿生, 张立志

摘要：针对日常生活中多障碍物环境下的服务机器人机械臂轨迹规划问题，提出了一种人机协作下的轨迹生成与修正方法．首先，基于动态动作基元（DMP）模型，设计了一个能生成与示教轨迹形状相似的路径的方法．该方法针对多自由度耦合产生的轨迹形状畸变问题，通过将3维目标点投影于示教轨迹平面，再利用罗德里格旋转公式生成3维路径，保证了生成轨迹在各个方向都具有较稳定的形状特征．其次，针对存在多种形状障碍物的复杂操作环境，提出了通过插入交互点对轨迹形状进行修正的方法．并采用双抛物线插值算法使修正后的轨迹平滑．最后，基于人机协作的思想，在ROS（robot operating system）环境下搭建一个交互界面．从而操作者能够直观地辅助机械臂完成无障碍物和有障碍物的情况下的末端轨迹生成和修正．实验结果验证了该方法的直观性和灵活性，该方法适用于具有多种障碍物的复杂日常环境．

关键词：人机协作, 机械臂, 轨迹生成, 避障, 人机交互界面, 服务机器人