VERFAHREN ZUR DYNAMISCHEN BEWEGUNGSPLANUNG UND STEUERUNG VON ROBOTERN

Verfahren und System zur Bewegungsplanung für Roboter mit einem überzähligen Freiheitsgrad. Das Verfahren berechnet einen Kollisionsvermeidungsbewegungsplan für einen Roboter mit einem überzähligen Freiheitsgrad, ohne den zusätzlichen Freiheitsgrad künstlich einzuschränken. Die Bewegungsplanung ist formuliert als eine Optimierungsberechnung quadratischer Programmierung, die eine Mehrkomponenten-Zielfunktion und eine Kollisionsvermeidungseinschränkungsfunktion aufweist. Die Formulierung ist effizient genug, um den Bewegungsplan bei jedem Regelspiel des Roboters in Echtzeit zu berechnen. Die Kollisionsvermeidungsbeschränkung gewährleistet einen Freiraum aller Teile des Roboters sowohl von statischen als auch dynamischen Hindernissen. Ausdrücke der Zielfunktion umfassen das Minimieren einer Wegabweichung, Gelenkgeschwindigkeitsregelung und Roboteranordnung oder Posenregelung. Gewichtungsfaktoren an den Ausdrücken der Zielfunktion sind dabei für jede Berechnung des Regelspiels basierend auf Bedingungen der Hindernisnähe veränderbar. A method and system for motion planning for robots with a redundant degree of freedom. The technique computes a collision avoidance motion plan for a robot with a redundant degree of freedom, without artificially constraining the extra degree of freedom. The motion planning is formulated as a quadratic programming optimization calculation having a multi-component objective function and a collision avoidance constraint function. The formulation is efficient enough to compute the motion plan in real time at every robot control cycle. The collision avoidance constraint ensures clearance of all parts of the robot from both static and dynamic obstacles. Objective function terms include minimizing path deviation, joint velocity regularization and robot configuration or pose regularization. Weighting factors on the terms of the objective function are changeable for each control cycle calculation based on obstacle proximity conditions at the time.