本發(fā)明涉及機(jī)械臂協(xié)同控制領(lǐng)域，更具體地，涉及一種多機(jī)械臂協(xié)同運(yùn)動(dòng)規(guī)劃方法。

背景技術(shù)：

1、在工業(yè)生產(chǎn)流程中，工業(yè)機(jī)器人代替人工進(jìn)行生產(chǎn)活動(dòng)，特別是流水線生產(chǎn)的作業(yè)模式，逐漸成為工業(yè)生產(chǎn)制造的主要發(fā)展趨勢(shì)。與單臂機(jī)器人相比，多臂機(jī)器人可以完成一些比較有難度的協(xié)同任務(wù)，同時(shí)可以操作更大的目標(biāo)載荷。

2、在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明構(gòu)思的過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)相關(guān)技術(shù)中至少存在如下問題：多機(jī)械臂協(xié)作過程中抓取運(yùn)動(dòng)存在耦合，造成協(xié)同運(yùn)動(dòng)的穩(wěn)定性差，且場(chǎng)景適應(yīng)性低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明提供了一種多機(jī)械臂協(xié)同運(yùn)動(dòng)規(guī)劃方法。

2、本發(fā)明的一個(gè)方面提供了一種多機(jī)械臂協(xié)同運(yùn)動(dòng)規(guī)劃方法，包括：將多個(gè)機(jī)械臂各自的動(dòng)作值和觀察值輸入動(dòng)作預(yù)測(cè)模型的編碼器，得到多個(gè)機(jī)械臂各自的中間動(dòng)作值和參考中間動(dòng)作值，動(dòng)作值表征機(jī)械臂執(zhí)行的動(dòng)作操作，觀察值表征機(jī)械臂執(zhí)行動(dòng)作操作后的狀態(tài)信息，參考中間動(dòng)作值為多個(gè)機(jī)械臂均處于預(yù)設(shè)狀態(tài)下機(jī)械臂的動(dòng)作值；將多個(gè)機(jī)械臂各自的中間動(dòng)作值、參考中間動(dòng)作值、觀察值、與參考中間動(dòng)作值對(duì)應(yīng)的部分可觀察值分別輸入與多個(gè)機(jī)械臂各自對(duì)應(yīng)解碼器，得到多個(gè)機(jī)械臂各自的目標(biāo)動(dòng)作值，動(dòng)作預(yù)測(cè)模型包括解碼器，部分可觀察值為機(jī)械臂處于預(yù)設(shè)狀態(tài)下的狀態(tài)信息；控制多個(gè)機(jī)械臂按照各自的目標(biāo)動(dòng)作值運(yùn)動(dòng)，以對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的缸蓋執(zhí)行裝配任務(wù)，其中，裝配任務(wù)包括多個(gè)階段，動(dòng)作預(yù)測(cè)模型是基于激勵(lì)函數(shù)訓(xùn)練得到的，激勵(lì)函數(shù)包括與裝配任務(wù)中與各階段對(duì)應(yīng)的子激勵(lì)函數(shù)。

3、本發(fā)明的另一個(gè)方面提供了一種多機(jī)械臂協(xié)同運(yùn)動(dòng)規(guī)劃裝置，包括：第一輸入模塊，用于將多個(gè)機(jī)械臂各自的動(dòng)作值和觀察值輸入動(dòng)作預(yù)測(cè)模型的編碼器，得到多個(gè)機(jī)械臂各自的中間動(dòng)作值和參考中間動(dòng)作值，動(dòng)作值表征機(jī)械臂執(zhí)行的動(dòng)作操作，觀察值表征機(jī)械臂執(zhí)行動(dòng)作操作后的狀態(tài)信息，參考中間動(dòng)作值為多個(gè)機(jī)械臂均處于預(yù)設(shè)狀態(tài)下機(jī)械臂的動(dòng)作值；第二輸入模塊，用于將多個(gè)機(jī)械臂各自的中間動(dòng)作值、參考中間動(dòng)作值、觀察值、與參考中間動(dòng)作值對(duì)應(yīng)的部分可觀察值分別輸入與多個(gè)機(jī)械臂各自對(duì)應(yīng)解碼器，得到多個(gè)機(jī)械臂各自的目標(biāo)動(dòng)作值，動(dòng)作預(yù)測(cè)模型包括解碼器，部分可觀察值為機(jī)械臂處于預(yù)設(shè)狀態(tài)下的狀態(tài)信息；控制模塊，用于控制多個(gè)機(jī)械臂按照各自的目標(biāo)動(dòng)作值運(yùn)動(dòng)，以對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的缸蓋執(zhí)行裝配任務(wù)，其中，裝配任務(wù)包括多個(gè)階段，動(dòng)作預(yù)測(cè)模型是基于激勵(lì)函數(shù)訓(xùn)練得到的，激勵(lì)函數(shù)包括與裝配任務(wù)中與各階段對(duì)應(yīng)的子激勵(lì)函數(shù)。

4、本發(fā)明的另一個(gè)方面提供了一種電子設(shè)備，包括：

5、一個(gè)或多個(gè)處理器；

6、存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)一個(gè)或多個(gè)程序，

7、其中，當(dāng)一個(gè)或多個(gè)程序被一個(gè)或多個(gè)處理器執(zhí)行時(shí)，使得一個(gè)或多個(gè)處理器實(shí)現(xiàn)如上述的方法。

8、本發(fā)明的另一方面提供了一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令，指令在被執(zhí)行時(shí)用于實(shí)現(xiàn)如上述的方法。

9、本發(fā)明的另一方面提供了一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，所述計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品包括計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令，指令在被執(zhí)行時(shí)用于實(shí)現(xiàn)如上述的方法。

10、根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，通過將多個(gè)機(jī)械臂各自的動(dòng)作值和觀察值輸入動(dòng)作預(yù)測(cè)模型的編碼器，得到多個(gè)機(jī)械臂各自的中間動(dòng)作值和參考中間動(dòng)作值，由于參考中間動(dòng)作值為多個(gè)機(jī)械臂均處于預(yù)設(shè)狀態(tài)下機(jī)械臂的動(dòng)作值，再將多個(gè)機(jī)械臂各自的中間動(dòng)作值、參考中間動(dòng)作值、部分可觀察值、與參考中間動(dòng)作值對(duì)應(yīng)的參考可觀察值分別輸入與多個(gè)機(jī)械臂各自對(duì)應(yīng)解碼器，得到多個(gè)機(jī)械臂各自的目標(biāo)動(dòng)作值，使得多個(gè)機(jī)械臂各自的目標(biāo)動(dòng)作值可使協(xié)同運(yùn)動(dòng)更穩(wěn)定。同時(shí)只需獲取單個(gè)機(jī)械臂單獨(dú)的部分可觀察值，也可準(zhǔn)確預(yù)測(cè)得到該機(jī)械臂的目標(biāo)動(dòng)作值，使得適用的場(chǎng)景更多。因此，控制多個(gè)機(jī)械臂按照各自的目標(biāo)動(dòng)作值運(yùn)動(dòng)，以對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的缸蓋進(jìn)行裝配，使得多個(gè)機(jī)械臂協(xié)同運(yùn)動(dòng)的穩(wěn)定性提高、該運(yùn)動(dòng)規(guī)劃方法適用的場(chǎng)景更多。

技術(shù)特征：

1.一種多機(jī)械臂協(xié)同運(yùn)動(dòng)規(guī)劃方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述裝配任務(wù)包括以下階段：抓取待裝配件階段、提升待裝配件階段、平移待裝配件階段和放置待裝配件階段，待裝配件包括凸輪軸和氣門室蓋，所述機(jī)械臂包括夾持器。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制多個(gè)所述機(jī)械臂按照各自的所述目標(biāo)動(dòng)作值運(yùn)動(dòng)，以對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的缸蓋進(jìn)行裝配包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述多機(jī)械臂協(xié)同裝配平臺(tái)還包括深度相機(jī)，所述方法還包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述動(dòng)作預(yù)測(cè)模型是基于如下訓(xùn)練方式得到的：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述利用多個(gè)所述仿真機(jī)械臂各自的所述模擬動(dòng)作值、所述模擬觀察值和所述模擬部分可觀察值訓(xùn)練所述動(dòng)作預(yù)測(cè)模型包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述激勵(lì)函數(shù)包括與所述抓取待裝配件階段對(duì)應(yīng)的抓取子激勵(lì)函數(shù)，所述抓取子激勵(lì)函數(shù)如下：

8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述激勵(lì)函數(shù)還包括與所述提升待裝配件階段對(duì)應(yīng)的提升子激勵(lì)函數(shù)，所述提升子激勵(lì)函數(shù)如下：

9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述激勵(lì)函數(shù)還包括與所述平移待裝配件階段對(duì)應(yīng)的平移子激勵(lì)函數(shù)，所述平移子激勵(lì)函數(shù)如下：

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述激勵(lì)函數(shù)還包括與所述放置待裝配件階段對(duì)應(yīng)的放置子激勵(lì)函數(shù)，所述放置子激勵(lì)函數(shù)如下：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種多機(jī)械臂協(xié)同運(yùn)動(dòng)規(guī)劃方法，可以應(yīng)用于多機(jī)械臂協(xié)同控制領(lǐng)域，該方法包括：將多個(gè)機(jī)械臂各自的動(dòng)作值和觀察值輸入動(dòng)作預(yù)測(cè)模型的編碼器，得到多個(gè)機(jī)械臂各自的中間動(dòng)作值和參考中間動(dòng)作值，觀察值表征機(jī)械臂執(zhí)行動(dòng)作操作后的狀態(tài)信息，參考中間動(dòng)作值為多個(gè)機(jī)械臂均處于預(yù)設(shè)狀態(tài)下機(jī)械臂的動(dòng)作值；將多個(gè)機(jī)械臂各自的中間動(dòng)作值、參考中間動(dòng)作值、觀察值、部分可觀察值分別輸入與多個(gè)機(jī)械臂各自對(duì)應(yīng)解碼器，得到多個(gè)機(jī)械臂各自的目標(biāo)動(dòng)作值，部分可觀察值為機(jī)械臂處于預(yù)設(shè)狀態(tài)下的狀態(tài)信息；控制多個(gè)機(jī)械臂按照各自的目標(biāo)動(dòng)作值運(yùn)動(dòng)，以對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的缸蓋執(zhí)行裝配任務(wù)，激勵(lì)函數(shù)包括與裝配任務(wù)中與各階段對(duì)應(yīng)的子激勵(lì)函數(shù)。

技術(shù)研發(fā)人員：穆朝絮,張俊楠,王樂,王珂,孫長(zhǎng)銀
受保護(hù)的技術(shù)使用者：天津大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9