六轴机器人轨迹规划之五段位置s曲线插补

最新推荐文章于 2025-06-25 15:08:18 发布
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分类专栏： Robotics 文章标签： 轨迹规划 matlab 五段s插值 六轴机器人
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本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/jldemanman/article/details/79314435
本文探讨了六轴机器人轨迹规划中采用五段位置S曲线插补的原理，强调其加速度连续变化的特点，适用于高平稳性需求。内容包括加加速、加减速、匀速、减加速、减减速五段的详细说明，以及关键参数如时间、速度、斜率和位移的设定与计算。

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1.原理
五段s曲线相较于三段s曲线而言加速度也是连续变化的，能适用于平稳性要求更高的场合。分为加加速、加减速、匀速、减加速、减减速这五段。
设除匀速段以为，其余四段的时间相等都为TaTa，总时间为TT，匀速段速度为 v s ，四个变速段斜率大小都为AA，整段轨迹的总位移 L 、加加速段位移L1L1、加减速段位移L2L2

⎧⎩⎨⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪Ta=vsA−−√L1=16AT3aL2=56AT3aT=4Ta+L−2L1
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3.3 姿态插补概述
Galaxy_Robot的博客
09-20 1万+
虽然机器人末端位置规划中在欧氏空间对位置曲线构造的性质和物理意义并不都适用于姿态规划，但是机器人末端姿态的规划思路和流程完全可以类比于机器人末端位置规划。其中，John.J,蔡自兴等人[8-9]详细阐述了笛卡尔空间规划方法，即对机器人末端的位置可由以下四步进行规划：（1）物体对象的描述；（2）作业的描述；（3）两个结点之间的“直线”运动；（4）两段路径之间的过渡。同理，机器人姿态规划可主要由确定机器人姿态表示方式、姿态曲线构造、速度规划、姿态轨迹实时插补四步构成。
MATLAB算法实战应用案例精讲-【人工智能】基于机器视觉的机器人及机械臂运动规划
qq_36130719的博客
05-25 3707
移动机器人运动行为是由自主导航系统决定的，自主导航系统主要包含感知、规划、控制与定位四个模块，感知模块是连接机器人与环境的桥梁，其作用是“阅读、提取”环境内容；规划模块是连接感知与控制的桥梁，其作用是“分析、理解”环境内容，根据用户目标及需求输出可执行控制命令，因此感知、规划模块是决定导航系统智能程度的关键。运动规划一直是机器人领域非常经典的研究热点之一，诸多学者和研究机构针对运动规划中的科学问题进行了深入研究。
S形曲线速度规划--5段式
hanmingjunv5的博客
05-15 1万+
S加减速–5段 为了减小机器人加速过程的冲击，这里梳理一下S形加减速相关知识。 1. S加减速曲线 计算公式： 加加速度 j(t)={J0≤t≤t1−Jt1≤t≤t20t2≤t≤t3−Jt3≤t≤t4Jt4≤t≤t5 j(t)=\begin{cases} J & 0\leq t \leq t_1\\ -J & t_1\leq t \leq t_2\\ 0 & t_2\leq t \leq t_3\\ -J & t_3\leq t \leq t_4\\ J &
五段式S型算法笔记
qq_36658033的博客
08-08 370
又因为有 v-v0= 0.5jt通式： 所以有 vm-v0= 0.5jtm 所以有4vm-4v0= 2jtm。算法1： v=2vm-v0-0.5*jt+2jt*tm-2jtm*tm。加加速度j 自己设置 已知，vmax自己设置已知；所以有4vm-4v0= 2jtm带入算法1。
机械臂的关节空间规划与笛卡尔空间规划
最新发布
明月满西楼的博客
06-25 682
对于期望状态B的末端位姿${T_{\rm{f}}}$，其对应一组关节角度$\left\{ {\theta _{\rm{f}}^{(i)}} \right\}_{i = 1}^6$。在ABC平面基于不共线三点\[{P_1},{P_2},{P_3}\]可以确定一个圆，记圆心为\[{O_r}\]、半径为\[r\]。（2）基于插补坐标系，对于二维平面${x_r}{o_r}{y_r}$，完成插补坐标\[\left( {{\xi _{i + 1}},{\eta _{i + 1}}} \right)\]。
六轴机器人轨迹规划之空间直线插补
JojenZz的博客
07-26 1万+
1.原理简述 直线插补时，指定起止坐标与速度。 确定要插直线的周期增量，分解到xyz轴。 2.matlab代码 clear; clc; p0=[1,2,3]; pf=[2,4,5]; %指定起止位置 v=0.1; %指定速度 x=[p0(1)];y=[p0(2)];z=[p0(3)]; L=((pf(1)-p0(1))^2+(pf(2)-p0(2)...
机器人运动学轨迹规划（三）----S型曲线规划算法
benjamin_2020的博客
07-07 2万+
写在前面：机器人运动学轨迹规划（二）里介绍了T型曲线规划算法，本文主要介绍S型速度曲线算法。同T型速度曲线相比，S形曲线更加平滑，避免了T形曲线在速度拐点引起的电机和drive train的冲击，但是在相同的期望速度和加速度条件下，运动相同距离的时间要更长一点。 1. S型速度曲线一般包括加加速、匀加速、减加速、匀速、加减速、匀减速、减减速，一共7段，因此又被称为7段式曲线。下图是典型的S型曲线图。 2. 七段式说明 约束条件：q0和v0分别是起始点的位置和速度，q1和v1分别是终点的位置和速度。
PMSM FOC位置环S曲线控制算法(恒定急动度)
主要分享嵌入式软件、人工智能部分知识
06-25 9213
之前做FOC位置环控制的时候，简单地加了一个S曲线控制，参考链接如下：FOC 单电阻采样 位置环控制伺服电机 这里面我的代码实现其实就是在每step个ADC中断中，根据函数f(x)=11+e−xf(x)=\frac{1}{1+e^{-x}}f(x)=1+e−x1​生成一个uint16的S曲线定点数组，每次计算位置增加的比例，进而设置位置环的目标值。当然还需要考虑一些问题，比如S曲线有一些地方很平缓，增量不高，所以在还没到step个ADC中断的时候，PID就已经收敛了，所以电机就会在目标位置轻微抖动。当然..
6轴机器人直线插补运动
jiashu23的专栏
10-24 1万+
距离上一篇博客已经好长一段时间了，已知在思考一般6轴的工业机器人的逆向运动算法，有参考很多论文，里面讲到了D-H参数，然后买各种书籍，下载各种电子书，研究逆向运动算法。 慢慢地耳语目染，对D-H参数也熟悉起来，慢慢摸索，理解了坐标系变换，旋转矩阵、平移矩阵，重新学习了以前的空间几何：如法向量、向量夹角、平面夹角等知识，也巩固了OpenGL的编程。 如上一篇博客所说，本人从事机器视觉&运动控制开
STM32F407 步进电机S形曲线加减速
smallerlang的博客
08-17 1393
步进电机
六轴机器人轨迹规划之五次多项式插值
热门推荐
JojenZz的博客
02-10 3万+
1.轨迹规划的定义 轨迹规划(trajectory planning)是运动规划(motion planning)研究的主要内容。运动规划指的是运动插补，在起始点和终止点之间插入中间点序列，实现沿着轨迹的平稳运动。运动控制包含路径规划(path planning)和轨迹规划，路径规划是规划位置，在起终点之间经过的路径点，轨迹规划是规划时间，将路径点与时间相对应。 对于我们的六轴机器人而言轨迹规...
KR16-2机器人运动学分析及路径规划.pdf
08-13
为了提高机器人在实际工作中的效率，本文提出了一种五段S曲线插补法对轨迹进行优化处理，从而获得最优平滑路径。这种插补方法能够有效减少机器人运动过程中的冲击和振动，提升运动平稳性。通过仿真实验验证，该方法...
S曲线加减速规划
12-17
点到点轨迹规划——自适应S曲线 点到点轨迹规划的S曲线，已知起始位置、终止位置、最大速度、最大加速度、总的运动时间、这5个参数，自动计算出运动规划曲线（若输入的参数不合适，代码可以自行计算出合适参数），注意，这是在matlab的工程源码！！！
Ｓ曲线轨迹规划
04-13
基于Ｓ曲线的加减速速度规划，可根据设定的起点、终点以及加加速度、加速度、速度信息等进行加减速速度规划
基于S型曲线的连续多段曲线插补平滑过渡的规划算法（Matlab）
xuuyann
08-08 1万+
基于S型曲线的连续多段曲线插补平滑过渡的规划算法（Matlab） 写在前面 前面的博客已经写了关于空间直线与空间圆弧的常用插补算法，而这些都是单一路径，实际中并不实用。对于连续多段路径，传统方法是将多段路径细分，然后对每段路径采用首尾速度为0的加减速算法（S型曲线或梯形曲线），这就带来了频繁启停的问题，容易对机械臂造成冲击，同时运行时间较长。 下面我把前面博客中提到的非对称S型加减速算法与空间中多...
基于带约束S型加减速曲线的空间直线插补与空间圆弧插补算法（Matlab）
xuuyann
08-03 1万+
写在前面 在前面的博文中： 基于抛物线过渡（梯形加减速）的空间直线插补算法与空间圆弧插补算法（Matlab） 基于单位四元数的姿态插补（Matlab） 我使用了抛物线过渡（也就是梯形加减速）作为空间插补算法的速度规划方法，但是梯形曲线的缺点也很明显，即加速度不连续，速度过渡不平滑，容易造成机械系统冲击。下面我尝试了S型加减速曲线的规划方法并结合到空间插补算法中，仿真效果还可以，加速度曲线连续，更柔...
分段式S形速度规划算法
02-18 1万+
1 典型七段式S形速度曲线 典型7段式S形曲线位置q、速度v、加速度a、加加速度j的波形如图所示： 位置q和时间t的关系式： 2 分段式S形曲线速度规划 已知初速度V0,末速度Ve,最大速度Vmax，路程距离s，最大加速度amax,最大jerk（加加速度）jmax,要规划位置、速度、加速度、加加速度随时间变化的曲线。具体步骤如下： 1） 假设能够达到最大速度Vmax，...
六轴机器人轨迹规划（直线轨迹规划，弧线轨迹规划）——C#实现+ABB为例（规划直接下发离线程序运动）
antonw163com的博客
06-09 8967
机器人直线插补算法，弧线插补算法+离线编程转换（空间直线插补规划、空间弧线插补规划、离线编程、ABB二次开发、六轴机器人控制、C#）一，通过对空间点的插补，形成空间点轨迹1.插补算法原理简述：（1）直线插补时，指定起止坐标与速度。 （2）确定要插直线的周期增量，分解到xyz轴思路：直线插补采用简单线性插补即可，根据插补次数分别计算各轴步矩然后累加。（MatLab代码和C#代码） 2.弧线插补算法简述1.将三维平面转换到二维平面，将三维问题转化为二维went。2.三点确定一个圆，通过该三点确定新坐标
机器人轨迹规划——五次多项式插值轨迹
出门搔白首，若负平生志
02-27 2万+
五次多项式 五次多项式表达式如下： q(t)=k0+k1t+k2t2+k3t3+k3t3+k4t4+k5t5q(t)=k_0+k_1t+k_2t^2+k_3t^3+k_3t3+k_4t^4+k_5t^5q(t)=k0​+k1​t+k2​t2+k3​t3+k3​t3+k4​t4+k5​t5 特点： 加速度连续 可以定义起始和结束的位置、速度、加速度（因为一共有六个约束，所以需要是五次多项式） 举例： q0=0q_0=0q0​=0 q1=1q_1=1q1​=1 v0=0v_0=0v0​=0 v1=0v_1=
MATLAB S形速度曲线代码
09-11
MATLAB中实现S形速度曲线的代码可以通过多种方式编写，关键在于定义速度曲线的形状和参数。S形曲线通常用于平滑速度变化，避免加速度突变，常用于机器人路径规划、电机控制等领域。 以下是一个简单的MATLAB函数示例，用于生成S形速度曲线： ```matlab function [velocity, time] = s_curve_profile(max_accel, max_speed, max_jerk, total_time) % max_accel: 最大加速度 % max_speed: 最大速度 % max_jerk: 最大加加速度（冲量） % total_time: 总时间 % 初始化 t = 0:0.01:total_time; % 时间向量 v = zeros(size(t)); % 速度初始化 s = zeros(size(t)); % 位移初始化 % 加速度阶段 acc_time = min(max_accel / max_jerk, total_time / 2); acc = min(max_accel, max_jerk * t(1:acc_time)); dec = -acc; acc = [acc, zeros(1, length(t)-length(acc))]; dec = [zeros(1, length(acc)-length(dec)), dec]; v = [0, cumsum(acc(1:end-1)), cumsum(dec(1:end-1))]; % 速度保持阶段 vel_time = (total_time - 2*acc_time) / 2; vel = ones(1, vel_time) * max_speed; v(acc_time:acc_time+vel_time) = v(acc_time) + vel; % 速度和时间向量可能需要根据实际情况调整，以满足具体要求 time = t; velocity = v; end ``` 使用此函数时，你需要传入最大加速度、最大速度、最大加加速度和总时间参数。这个函数将生成一个时间向量`t`和对应的S形速度曲线向量`v`。 请注意，根据实际应用的不同，S形速度曲线的实现细节可能会有所不同，例如可能需要考虑加速度和减速度的对称性、持续时间以及是否需要在特定时间内达到特定速度等因素。
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