[0071] 由于引入DLS法计算速度级逆解会降低机器人末端轨迹跟踪精度，则在远离奇异 构型时采用传统的伪逆法，在接近奇异构型时，引入DLS法对奇异位置附近的机器人性能进 行优化，即引入如下的阻尼系数C
[0073] 其中，Co为最大阻尼系数，为最小奇异值，为奇异值的下限
[0074] 当最小奇异值〇m低于奇异值下限时，表明机器人进入奇异区域，启动避奇异优化 策略。当最小奇异值~大于等于奇异值下限σ〇时，表明机械臂离奇异构型较远，避奇异优化 策略不启动，速度级逆解退化为一般的伪逆法。
[0075]引入DLS法对上面公式（12)提出的避障算法进行避奇异优化，则避障避奇异协同 优化解为
[0076] q = Jlx+ a Js |{bxs -J&J+x^ (20)
[0077] 其中，1 =
[0078] 对公式(20)求积分后，换算成关节转角。
[0079] 本发明为解决现有平面冗余度机器人在协作过程中存在对工作人员伤害的风险 和机器人末端运动至奇异位置时，关节速度会超出机器人允许范围的问题，而提出一种平 面冗余度机器人避障及避奇异的路径规划方法。
[0080] 一种平面冗余度机器人避障及避奇异的路径规划方法，按以下步骤进行：
[0081] 本发明所述方法涉及两个同时进行的过程：
[0082] 过程一:避障的路径规划步骤如下：
[0083]步骤一:建立各杆件坐标系，并将各障碍物坐标投影到各杆件坐标系中；
[0084] 步骤二:对杆件是否为安全杆件进行判断；
[0085] 步骤二.一:如杆件为安全杆件，则剔除此杆件，不作任何处理；
[0086]步骤二.二:如杆件不是安全杆件，则转至步骤三；
[0087]步骤三:求出连杆和障碍物间的实时最小距离以及各杆件上标志点的坐标；
[0088] 步骤四：对实时最小距离是否处于安全距离进行判断；
[0089] 步骤四.一:如实时最小距离大于或等于安全距离，则转至步骤八；
[0090] 步骤四.二:如实时最小距离小于安全距离，则转至步骤五；
[0091]步骤五:根据实时最小距离处于危险距离或极度危险距离，分别启动避障策略或 启动避障增益策略；
[0092] 步骤六:计算机器人雅可比矩阵和标志点处雅可比矩阵；
[0093] 步骤七:逆运动学求解，积分得到关节的运动角度；
[0094] 步骤八:不启动避障策略，继续执行机器人末端运动；
[0095] 步骤九:判断机器人末端是否到达终点；
[0096] 步骤九.一:机器人末端到达终点，结束
[0097] 步骤九.二:机器人末端未到达终点，则转至步骤一；
[0098] 过程二:避奇异的路径规划步骤如下：
[0099] 步骤A:判断最小奇异值是否低于奇异值下限；
[0100]步骤A.- :最小奇异值大于或等于奇异值下限，转至步骤B;
[0101 ] 步骤A.二:最小奇异值小于奇异值下限，转至步骤C;
[0102] 步骤B:不启动避奇异策略，继续执行机器人末端运动，再转至步骤九；
[0103] 步骤C:启动避奇异策略，再转至步骤七。
[0104]本发明包括以下有益效果：
[0105] 1、本发明所述方法可以同时完成避障、避奇异的路径规划方法，使其在协作过程 中不仅可以完成对协作者的回避，也可完成对其自身奇异构型的回避从而降低人机协作的 风险并提尚装配质量；
[0106] 2、将避障、避奇异的两种路径规划过程设计成同时执行的两个线程，此二线程有 机地结合在一起，不分先后时序，互相配合，共同组合成一个完整的设计构思；
[0107] 3、与传统的实时最小距离计算方法相比，提高了计算效率，更好地满足了动态避 障对实时性的要求，主要体现在两个方面:①在计算杆件距离之前，先筛选出可能发生碰撞 的连杆，只计算此类杆件和障碍物的距离，大大减小了计算量;②改进的距离计算方法采用 侧坐标变换的方法计算距离，舍弃了传统方法中解方程组的繁琐计算，大大减少了计算量， 提尚了计算效率。
【附图说明】
[0108] 图1为平面三自由度冗余机器人和障碍物位置示意图；
[0109] 图2为本发明所述方法的流程图。
【具体实施方式】
[0110] 为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合图1、2和具体实 施方式对本发明作进一步详细的说明。
【具体实施方式】 [0111] 一、本实施方式所述的一种平面冗余度机器人避障及避奇异的路径 规划方法，按以下步骤进行：
[0112] 本发明所述方法涉及两个同时进行的过程：
[0113] 过程一:避障的路径规划步骤如下：
[0114] 步骤一:建立各杆件坐标系，并将各障碍物坐标投影到各杆件坐标系中；
[0115] 步骤二:对杆件是否为安全杆件进行判断；
[0116]步骤二.一:如杆件为安全杆件，则剔除此杆件，不作任何处理；
[0117]步骤二.二:如杆件不是安全杆件，则转至步骤三；
[0118]步骤三:求出连杆和障碍物间的实时最小距离以及各杆件上标志点的坐标；
[0119]步骤四：对实时最小距离是否处于安全距离进行判断；
[0120] 步骤四.一:如实时最小距离大于或等于安全距离，则转至步骤八；
[0121] 步骤四.二:如实时最小距离小于安全距离，则转至步骤五；
[0122] 步骤五:根据实时最小距离处于危险距离或极度危险距离，分别启动避障策略或 启动避障增益策略；
[0123] 步骤六:计算机器人雅可比矩阵和标志点处雅可比矩阵；
[0124] 步骤七:逆运动学求解，积分得到关节的运动角度；
[0125] 步骤八:不启动避障策略，继续执行机器人末端运动；
[0126] 步骤九:判断机器人末端是否到达终点；
[0127] 步骤九.一:机器人末端到达终点，结束
[0128] 步骤九.二:机器人末端未到达终点，则转至步骤一；
[0129] 过程二:避奇异的路径规划步骤如下：
[0130]步骤A:判断最小奇异值是否低于奇异值下限；
[0131] 步骤A.- :最小奇异值大于或等于奇异值下限，转至步骤B;
[0132] 步骤A.二:最小奇异值小于奇异值下限，转至步骤C;
[0133] 步骤B:不启动避奇异策略，继续执行机器人末端运动，再转至步骤九；
[0134] 步骤C:启动避奇异策略，再转至步骤七。
[0135] 本实施方式包括以下有益效果：
[0136] 1、本实施方式所述方法可以同时完成避障、避奇异的路径规划方法，使其在协作 过程中不仅可以完成对协作者的回避，也可完成对其自身奇异构型的回避从而降低人机协 作的风险并提尚装配质量；
[0137] 2、将避障、避奇异的两种路径规划过程设计成同时执行的两个线程，此二线程有 机地结合在一起，不分先后时序，互相配合，共同组合成一个完整的设计构思；
[0138] 3、与传统的实时最小距离计算方法相比，提高了计算效率，更好地满足了动态避 障对实时性的要求，主要体现在两个方面:①在计算杆件距离之前，先筛选出可能发生碰撞 的连杆，只计算此类杆件和障碍物的距离，大大减小了计算量;②改进的距离计算方法采用 侧坐标变换的方法计算距离，舍弃了传统方法中解方程组的繁琐计算，大大减少了计算量， 提尚了计算效率。
【具体实施方式】 [0139] 二、本实施方式是对一所述的一种平面冗余度机器人 避障及避奇异的路径规划方法的进一步说明，步骤一的具体过程为：
[0140] 本发明所述的连杆是由杆件1、杆件2和杆件3构成；
[0141] 已知障碍物中心在坐标系{0}中的位置(myto)，连杆截面为边长为a的正方形， 障碍物半径为R，根据坐标系{1}相对于坐标系{〇}的旋转矩阵，得出障碍物中心在坐标系 {1}中的位置( Xtl，ytl)，即
【具体实施方式】 [0145] 三、本实施方式是对一或二所述的一种平面冗余度机 器人避障及避奇异的路径规划方法的进一步说明，步骤二的具体过程为：
[0146] 若(xti，yti)满足
[0149] 杆件1为安全杆件，不用计算其和障碍物距离；
[0150] 若(Xtl，ytl)满足
[0152] 其中，XA1，yA1为杆件1上A点在坐标系{1}中的位置