高冗余度蛇形机械臂的末端跟随运动控制方法及装置与流程

1.本发明涉及机器人控制技术领域，尤其涉及一种高冗余度蛇形机械臂的末端跟随运动控制方法及装置。


背景技术：

2.在航空制造、电厂维护、船舶焊接、电气检修等领域有着大量的狭窄封闭作业场景，传统的工业机械臂和移动机器人无法进入此类空间，制约着相关行业的制造水平和作业效率。
3.目前高冗余度蛇形机器人由于具有机械臂长径比大，关节数多，高自由度等特点，因此拥有较高的灵活性和较好的避障能力，适合用在各种狭小复杂空间进行作业，但同时高自由度关节和大长径比机械臂使其在控制方面存在着诸多难题。随着高冗余度蛇形机械臂自由度的增多，其运动控制会逐渐变得复杂，其运动方程会从唯一解变为多解。
4.因此，如何规划过多的自由度以实现操纵蛇形机械臂进行灵活作业成为了本领域技术人员亟需解决的技术问题。


技术实现要素：

5.本发明提供一种高冗余度蛇形机械臂的末端跟随运动控制方法及装置，用以解决现有技术中蛇形机械臂控制繁琐的缺陷，完成灵活的操纵蛇形机械臂的运动。
6.本发明提供一种高冗余度蛇形机械臂的末端跟随运动控制方法，包括：
7.获取运行控制指令，所述运行控制指令包括目标路径曲线和/或手动操作信号；
8.基于所述目标路径曲线指令和曲线贴合的末端跟随规则，控制蛇形机械臂的末端跟随运动；和/或，基于所述手动操作信号和末端姿态记录规则，控制蛇形机械臂的末端跟随运动。
9.根据本发明提供的一种高冗余度蛇形机械臂的末端跟随运动控制方法，所述基于所述目标路径曲线指令和曲线贴合的末端跟随规则，控制蛇形机械臂的末端跟随运动，包括：
10.确定蛇形机械臂的初始状态和单次行进步长；
11.根据所述初始状态、所述单次行进步长和曲线贴合的末端跟随规则对所述蛇形机械臂进行与所述目标路径曲线的曲线匹配，得到所述蛇形机械臂每个关节的当前姿态，并确定每个所述关节的关节角度；
12.若所述蛇形机械臂的末端关节未到达所述目标路径曲线的终点，则循环执行曲线匹配，直至所述蛇形机械臂的末端关节到达所述目标路径曲线的终点；
13.根据所述蛇形机械臂的末端关节到达所述目标路径曲线的终点时对应的每个关节的关节角度，生成关节角度序列；
14.基于所述关节角度序列，控制所述蛇形机械臂按照所述目标路径曲线运动。
15.根据本发明提供的一种高冗余度蛇形机械臂的末端跟随运动控制方法，所述确定
蛇形机械臂的初始状态和单次行进步长，包括：
16.根据所述蛇形机械臂末端关节位置和转盘半径，进行曲线贴合，获取机器人的初始状态，所述初始状态包括：固定座长度、各关节长度和转盘半径；
17.根据所述固定座长度、所述各关节长度和所述转盘半径，确定转盘角度；
18.根据所述转盘角度和转盘半径，确定单次行进步长。
19.根据本发明提供的一种高冗余度蛇形机械臂的末端跟随运动控制方法，所述根据所述初始状态、所述单次行进步长和曲线贴合的末端跟随规则对所述蛇形机械臂进行与所述目标路径曲线的曲线匹配，包括：
20.根据所述初始状态和所述单次行进步长，确定待匹配关节编号；
21.按照所述待匹配关节编号由小到大的顺序，利用曲线贴合的末端跟随规则对所述蛇形机械臂依次进行与所述目标路径曲线的曲线匹配。
22.根据本发明提供的一种高冗余度蛇形机械臂的末端跟随运动控制方法，所述确定每个所述关节的关节角度，包括：
23.基于几何规则，确定所述蛇形机械臂的每个关节的铰接点的坐标；
24.根据所述每个关节的铰接点的坐标，确定每个所述关节的关节角度。
25.根据本发明提供的一种高冗余度蛇形机械臂的末端跟随运动控制方法，所述基于所述手动操作信号和末端姿态记录规则，控制蛇形机械臂的末端跟随运动，包括：
26.确定所述手动操作信号的类别，所述类别包括：转向信号、前进信号和后退信号中的至少一种；
27.根据所述转向信号、所述前进信号或所述后退信号，利用末端姿态记录规则，控制蛇形机械臂的末端跟随运动。
28.根据本发明提供的一种高冗余度蛇形机械臂的末端跟随运动控制方法，所述根据所述前进信号，利用末端姿态记录规则，控制蛇形机械臂的末端跟随运动，包括：
29.当所述蛇形机械臂的转向状态标识符为否时，通过蛇形机械臂运动学模型对所述蛇形机械臂各个关节的绝对姿态进行解算，得到所述各个关节铰接点在基坐标系下的位置坐标和绝对姿态坐标；
30.确定关节的中点通过蛇形机械臂关键姿态记录空间中任一关键点的目标关节；
31.基于所述蛇形机械臂运动学模型，解算从所述目标关节的位置坐标和绝对姿态坐标到所述蛇形机械臂关键姿态记录空间中的关键点对应关节姿态坐标的运动距离；
32.根据所述关节姿态坐标的运动距离，控制所述蛇形机械臂的末端执行前进操作。
33.根据本发明提供的一种高冗余度蛇形机械臂的末端跟随运动控制方法，所述根据所述后退信号，利用末端姿态记录规则，控制蛇形机械臂的末端跟随运动，包括：
34.通过蛇形机械臂运动学模型对所述蛇形机械臂各个关节的绝对姿态进行解算，得到所述各个关节铰接点在基坐标系下的位置坐标和绝对姿态坐标；
35.确定关节的中点通过蛇形机械臂关键姿态记录空间中任一关键点的目标关节；
36.基于所述蛇形机械臂运动学模型，解算从所述目标关节的位置坐标和绝对姿态坐标到所述蛇形机械臂关键姿态记录空间中的关键点对应关节姿态上一姿态坐标的运动距离；
37.根据所述关节姿态上一姿态坐标的运动距离，控制所述蛇形机械臂的末端执行后
退操作。
38.本发明还提供一种高冗余度蛇形机械臂的末端跟随运动控制装置，包括：
39.获取模块，用于获取运行控制指令，所述运行控制指令包括目标路径曲线和/或手动操作信号；
40.控制模块，用于基于所述目标路径曲线指令和曲线贴合的末端跟随规则，控制蛇形机械臂的末端跟随运动；和/或，基于所述手动操作信号和末端姿态记录规则，控制蛇形机械臂的末端跟随运动。
41.本发明还提供一种蛇形机器人，包括采用如上述任一项所述的高冗余度蛇形机械臂的末端跟随运动控制方法控制蛇形机械臂的运动。
42.本发明还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述任一种所述高冗余度蛇形机械臂的末端跟随运动控制方法的步骤。
43.本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述高冗余度蛇形机械臂的末端跟随运动控制方法的步骤。
44.本发明还提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述高冗余度蛇形机械臂的末端跟随运动控制方法的步骤。
45.本发明提供的一种高冗余度蛇形机械臂的末端跟随运动控制方法及装置，方法通过获取运行控制指令，运行控制指令包括目标路径曲线和/或手动操作信号；基于目标路径曲线指令和曲线贴合的末端跟随规则，控制蛇形机械臂的末端跟随运动；和/或，基于手动操作信号和末端姿态记录规则，控制蛇形机械臂的末端跟随运动，通过蛇形臂关节与目标路径曲线进行贴合，实现了高冗余度蛇形机械臂的运动规划，实现了蛇形机械臂关节沿着目标路径曲线运动的功能，通过运动学模型的解析不断记录末端关节的关键姿态，同时结合蛇形机械臂的结构特点，还可通过人来操控末端关节，其他关节自动跟随末端的蛇形臂运动功能，更加灵活的实现了对高冗余度蛇形机械臂的运动控制。
附图说明
46.为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
47.图1是本发明实施例提供的高冗余度蛇形机械臂的末端跟随运动控制方法的流程示意图；
48.图2是本发明实施例提供的蛇形机械臂初始状态的结构示意图；
49.图3是本发明实施例提供的蛇形机械臂关节贴合的结构示意图；
50.图4是图1中的基于目标路径曲线的末端跟随运动控制的流程示意图；
51.图5是图1中的基于手动操作信号的末端跟随运动控制的流程示意图；
52.图6是本发明实施例提供的高冗余度蛇形机械臂的末端跟随运动控制装置的结构示意图；
53.图7是本发明实施例提供的蛇形机器人的结构示意图；
54.图8是本发明实施例提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
55.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
56.下面结合图1-图8描述本发明的一种高冗余度蛇形机械臂的末端跟随运动控制方法及装置。
57.图1是本发明实施例提供的高冗余度蛇形机械臂的末端跟随运动控制方法的流程示意图；图2是本发明实施例提供的蛇形机械臂初始状态的结构示意图；图3是本发明实施例提供的蛇形机械臂关节贴合的结构示意图；图4是图1中的基于目标路径曲线的末端跟随运动控制的流程示意图；图5是图1中的基于手动操作信号的末端跟随运动控制的流程示意图。
58.如图1所示，本发明实施例提供的一种高冗余度蛇形机械臂的末端跟随运动控制方法，包括以下步骤：
59.101、获取运行控制指令，运行控制指令包括目标路径曲线和/或手动操作信号。
60.在一个具体的实现过程中，根据实际应用场景的不同需要对蛇形机器人有着不同的控制方式，包括有全自动的控制方式和人为的手动控制方式。其中，全自动的控制方式便是根据具体的运动情况生成目标路径曲线，然后根据目标路径曲线自动控制蛇形机器人的机械臂进行运动。手动控制便是获取人通过终端发送的控制指令，然后根据具体的控制指令，对蛇形机械臂进行相对应的运动控制。
61.102、基于目标路径曲线指令和曲线贴合的末端跟随规则，控制蛇形机械臂的末端跟随运动。
62.具体的，基于目标路径曲线指令和曲线贴合的末端跟随规则，控制蛇形机械臂的末端跟随运动，可以包括确定蛇形机械臂的初始状态和单次行进步长，根据蛇形机械臂末端关节位置和转盘半径，进行曲线贴合，获取机器人的初始状态，初始状态包括：固定座长度、各关节长度和转盘半径。可以将蛇形机械臂的末端关节设置为水平方向，然后根据转盘半径进行圆曲线贴合，得到了如图2所示的初始状态。然后根据固定座长度、各关节长度和转盘半径，确定转盘角度。具体由几何关系可以得到：
[0063][0064][0065]
其中，l0为固定座长度，li为各关节长度(一个铰接点到另一个铰接点)，r为转盘半径，从而可以得到关节角度αi为：
[0066]
[0067][0068]
于是，便得到转盘角度θ为：
[0069]
θ＝∑iαiꢀꢀꢀꢀ
(5)
[0070]
在得到转盘角度之后，根据转盘角度和转盘半径，确定单次行进步长l，如公式(6)：
[0071]
l＝θ*r
ꢀꢀꢀꢀꢀ
(6)
[0072]
在得到初始状态和单次行进步长之后，根据初始状态、单次行进步长和曲线贴合的末端跟随规则对蛇形机械臂进行与目标路径曲线的曲线匹配，得到蛇形机械臂每个关节的当前姿态，并确定每个关节的关节角度。其中，具体的曲线匹配包括根据初始状态和单次行进步长，确定待匹配关节编号，关节编号的计算方式为：若θ《φ_end，则只需要对最后一个关节(即第end号关节)进行目标路径曲线贴合，若则需要对第k到end号关节进行曲线贴合。
[0073]
确定每节关节的编号之后，按照待匹配关节编号由小到大的顺序，利用曲线贴合的末端跟随规则对蛇形机械臂依次进行与目标路径曲线的曲线匹配，具体可以是，假设第k个关节是需要进行曲线贴合的第一个关节，同时根据上文的描述，k号关节的前铰接点不一定与目标路径曲线的起点重合。在二维空间下，以铰接点a1为圆心，k号关节的长度为半径作圆(三维空间则是以铰接点a1为圆心，k号关节的长度为半径作球)，圆与目标路径曲线交点即为关节k的后铰接点a2，紧接着重复之前的操作，得到后续关节铰接点。由于关节之间的角度有物理层面上的限制，所以铰接点需要在一定范围内，即图3中阴影部分，如果铰接点在阴影部分之外则在边界上选择与目标曲线最近的点作为铰接点。完成曲线贴合之后可以基于几何规则，确定蛇形机械臂的每个关节的铰接点的坐标；根据每个关节的铰接点的坐标，确定每个关节的之间的关节角度。
[0074]
在曲线贴合匹配完成之后，判断蛇形臂末端关节是否到达目标路径曲线终点，如果没有到达目标路径曲线终点，则重复进行上述的贴合匹配操作，也就是若蛇形机械臂的末端关节未到达目标路径曲线的终点，则循环执行曲线匹配，直至蛇形机械臂的末端关节到达目标路径曲线的终点；根据蛇形机械臂的末端关节到达目标路径曲线的终点时对应的每个关节的关节角度，生成关节角度序列；基于关节角度序列，控制蛇形机械臂按照目标路径曲线运动，即使用关节角度序列指导实际的蛇形臂机器人沿着目标路径进行运动。
[0075]
整体上，如图4所示，为根据目标路径曲线控制蛇形机械臂末端跟随运动的具体流程示意图，在确定目标路径曲线之后，便需要进行通过曲线贴合跟随算法即曲线贴合的末端跟随规则进行曲线匹配，具体过程便是确定行进步长，判断需要贴合的关节编号，然后进行关节曲线贴合，计算出关键之间的关节角度，然后贴合完成之后判断蛇形机械臂是否达到路径终点，若达到则确定关节角度序列，然后控制进行末端跟随运动，否则重复进行曲线贴合。
[0076]
103、基于手动操作信号和末端姿态记录规则，控制蛇形机械臂的末端跟随运动。
[0077]
具体的，基于手动操作信号和末端姿态记录规则，控制蛇形机械臂的末端跟随运动，可以包括：确定手动操作信号的类别，类别包括：转向信号、前进信号和后退信号中的至少一种；然后，根据转向信号、前进信号或后退信号，利用末端姿态记录规则，控制蛇形机械
臂的末端跟随运动。
[0078]
其中，若是接受到的指令为转向信号，则通过上位机程序向plc发送转向信息，在运动学模型的辅助下plc控制电机完成末端关节的转向动作，转向的方向和角度可以由用户指定的参数决定，也可以使用程序默认的参数。完成转向动作后，由上位机更改转向状态标识符为true，表明蛇形机械臂最近一次执行的动作为转向动作。
[0079]
其中，若是接收到的指令为前进信号，则根据前进信号，利用末端姿态记录规则，控制蛇形机械臂的末端跟随运动，可以是首先根据转向状态标识符对记录蛇形臂关键姿态的空间进行相应操作，然后对利用蛇形臂运动学模型对蛇形臂姿态进行解算，判断是否有关节通过关键姿态点，最后由plc控制电机操作蛇形臂执行前进的动作。具体可以是，判断转向状态标识符，若为true则表明蛇形臂在上一次运动中执行了转向的操作，则需要对此时末端关节在基坐标系中的绝对位置和姿态进行记录，添加至蛇形臂关键姿态记录空间，记录后将转向状态标识符置为false，若转向状态标识符为false则不进行任何操作。当蛇形机械臂的转向状态标识符为否即false时，通过蛇形机械臂运动学模型对蛇形机械臂各个关节的绝对姿态进行解算，得到各个关节铰接点在基坐标系下的位置坐标和绝对姿态坐标；判断是否有关节的中点通过蛇形臂关键姿态记录空间中的任一关键点，若确定关节的中点通过蛇形机械臂关键姿态记录空间中任一关键点的目标关节；则基于蛇形机械臂运动学模型，解算从目标关节的位置坐标和绝对姿态坐标到蛇形机械臂关键姿态记录空间中的关键点对应关节姿态坐标的各绳索需要的运动距离；根据关节姿态坐标的运动距离，通过plc电机控制蛇形机械臂的末端执行前进操作。而具体的通过plc控制蛇形机械臂进行前进运动，可以是控制转盘电机转动一定的角度θ，同时控制在转盘内的最后一个关节转动相反的角度-θ，这样可以保证在转盘外的关节的姿态都保持不变，同时转盘外的蛇形臂向前运动距离l＝r*θ。
[0080]
其中，若是接收到的指令为后退信号，则根据后退信号，利用末端姿态记录规则，控制蛇形机械臂的末端跟随运动，可以是通过蛇形机械臂运动学模型对蛇形机械臂各个关节的绝对姿态进行解算，得到各个关节铰接点在基坐标系下的位置坐标和绝对姿态坐标；判断是否有关节的中点通过蛇形臂关键姿态记录空间中的任一关键点，若确定关节的中点通过蛇形机械臂关键姿态记录空间中任一关键点的目标关节；基于蛇形机械臂运动学模型，解算从目标关节的位置坐标和绝对姿态坐标到蛇形机械臂关键姿态记录空间中的关键点对应关节姿态上一姿态坐标的各绳索需要的运动距离；根据关节姿态上一姿态坐标的运动距离，通过plc控制电机以控制蛇形机械臂的末端执行后退操作。如果该关节为末端关节，则在完成该操作后删除该关键点和关键姿态。同样，通过plc控制蛇形臂进行后退运动，具体可以为，控制转盘电机转动一定的角度-θ，同时控制在转盘内的最后一个关节转动相反的角度θ，这样可以保证在转盘外的关节的姿态都保持不变，同时转盘外的蛇形臂向后运动距离l＝r*θ。
[0081]
整体上，如图5所示，根据行进指令即手动操作信号进行相关的控制操作，然后根据具体的转向、前进和后退分别进行对应的控制。当执行转向操作时，控制末端关节进行转向，然后更换转向标识符为true，表明该关节在上一次执行的操作为转向。当执行前进操作时，先判断转向标识符，当转向标识符为true时，添加末端关节转向关键点和末端关节姿态，然后更改转向状态标识符为false，然后进行关节姿态检测，若是转向标识符直接为
false，则直接进行关节姿态检测。判断是否有关节的中点通过关键点，若有则转向使关节达到对应关键点姿态，从而控制转盘转动，转盘内最外层关节转动，执行前进操作。当执行后退操作时，则直接进行关节点姿态检测，然后判断是否有关节的中点通过关键点，若有则转向使关节达到对应关键点姿态，则判断该关节是否为末端关节，若是则弹出关键点和关键姿态，然后执行后退操作，若不是末端关节，则直接进行后退操作，控制方式同样可以是控制转盘转动，使得转盘内最外侧关节转动，实现后退操作。
[0082]
需指出的是，本实施例中关于步骤102和步骤103，在实际的应用过程中不区分具体的先后顺序。
[0083]
本实施例提供的一种高冗余度蛇形机械臂的末端跟随运动控制方法，通过获取运行控制指令，运行控制指令包括目标路径曲线和/或手动操作信号；基于目标路径曲线指令和曲线贴合的末端跟随规则，控制蛇形机械臂的末端跟随运动；和/或，基于手动操作信号和末端姿态记录规则，控制蛇形机械臂的末端跟随运动，通过蛇形臂关节与目标路径曲线进行贴合，实现了高冗余度蛇形机械臂的运动规划，实现了蛇形机械臂关节沿着目标路径曲线运动的功能，通过运动学模型的解析不断记录末端关节的关键姿态，同时结合蛇形机械臂的结构特点，还可通过人来操控末端关节，其他关节自动跟随末端的蛇形臂运动功能，更加灵活的实现了对高冗余度蛇形机械臂的运动控制。
[0084]
基于同一总的发明构思，本技术还保护一种高冗余度蛇形机械臂的末端跟随运动控制装置，下面对本发明提供的高冗余度蛇形机械臂的末端跟随运动控制装置进行描述，下文描述的高冗余度蛇形机械臂的末端跟随运动控制装置与上文描述的高冗余度蛇形机械臂的末端跟随运动控制方法可相互对应参照。
[0085]
图6是本发明实施例提供的高冗余度蛇形机械臂的末端跟随运动控制装置的结构示意图。
[0086]
如图6所示，本发明实施例提供的一种高冗余度蛇形机械臂的末端跟随运动控制装置，包括：
[0087]
获取模块61，用于获取运行控制指令，所述运行控制指令包括目标路径曲线和/或手动操作信号；
[0088]
控制模块62，用于基于所述目标路径曲线指令和曲线贴合的末端跟随规则，控制蛇形机械臂的末端跟随运动；和/或，基于所述手动操作信号和末端姿态记录规则，控制蛇形机械臂的末端跟随运动。
[0089]
本实施例提供的一种高冗余度蛇形机械臂的末端跟随运动控制装置，通过获取运行控制指令，运行控制指令包括目标路径曲线和/或手动操作信号；基于目标路径曲线指令和曲线贴合的末端跟随规则，控制蛇形机械臂的末端跟随运动；和/或，基于手动操作信号和末端姿态记录规则，控制蛇形机械臂的末端跟随运动，通过蛇形臂关节与目标路径曲线进行贴合，实现了高冗余度蛇形机械臂的运动规划，实现了蛇形机械臂关节沿着目标路径曲线运动的功能，通过运动学模型的解析不断记录末端关节的关键姿态，同时结合蛇形机械臂的结构特点，还可通过人来操控末端关节，其他关节自动跟随末端的蛇形臂运动功能，更加灵活的实现了对高冗余度蛇形机械臂的运动控制。
[0090]
进一步的，本实施例中的控制模块62，具体用于：
[0091]
确定蛇形机械臂的初始状态和单次行进步长；
[0092]
根据所述初始状态、所述单次行进步长和曲线贴合的末端跟随规则对所述蛇形机械臂进行与所述目标路径曲线的曲线匹配，得到所述蛇形机械臂每个关节的当前姿态，并确定每个所述关节的关节角度；
[0093]
若所述蛇形机械臂的末端关节未到达所述目标路径曲线的终点，则循环执行曲线匹配，直至所述蛇形机械臂的末端关节到达所述目标路径曲线的终点；
[0094]
根据所述蛇形机械臂的末端关节到达所述目标路径曲线的终点时对应的每个关节的关节角度，生成关节角度序列；
[0095]
基于所述关节角度序列，控制所述蛇形机械臂按照所述目标路径曲线运动。
[0096]
进一步的，本实施例中的控制模块62，具体还用于：
[0097]
根据所述蛇形机械臂末端关节位置和转盘半径，进行曲线贴合，获取机器人的初始状态，所述初始状态包括：固定座长度、各关节长度和转盘半径；
[0098]
根据所述固定座长度、所述各关节长度和所述转盘半径，确定转盘角度；
[0099]
根据所述转盘角度和转盘半径，确定单次行进步长。
[0100]
进一步的，本实施例中的控制模块62，具体还用于：
[0101]
根据所述初始状态和所述单次行进步长，确定待匹配关节编号；
[0102]
按照所述待匹配关节编号由小到大的顺序，利用曲线贴合的末端跟随规则对所述蛇形机械臂依次进行与所述目标路径曲线的曲线匹配。
[0103]
进一步的，本实施例中的控制模块62，具体还用于：
[0104]
基于几何规则，确定所述蛇形机械臂的每个关节的铰接点的坐标；
[0105]
根据所述每个关节的铰接点的坐标，确定每个所述关节的关节角度。
[0106]
进一步的，本实施例中的控制模块62，具体用于：
[0107]
确定所述手动操作信号的类别，所述类别包括：转向信号、前进信号和后退信号中的至少一种；
[0108]
根据所述转向信号、所述前进信号或所述后退信号，利用末端姿态记录规则，控制蛇形机械臂的末端跟随运动。
[0109]
进一步的，本实施例中的控制模块62，具体还用于：
[0110]
当所述蛇形机械臂的转向状态标识符为否时，通过蛇形机械臂运动学模型对所述蛇形机械臂各个关节的绝对姿态进行解算，得到所述各个关节铰接点在基坐标系下的位置坐标和绝对姿态坐标；
[0111]
确定关节的中点通过蛇形机械臂关键姿态记录空间中任一关键点的目标关节；
[0112]
基于所述蛇形机械臂运动学模型，解算从所述目标关节的位置坐标和绝对姿态坐标到所述蛇形机械臂关键姿态记录空间中的关键点对应关节姿态坐标的运动距离；
[0113]
根据所述关节姿态坐标的运动距离，控制所述蛇形机械臂的末端执行前进操作。
[0114]
进一步的，本实施例中的控制模块62，具体还用于：
[0115]
通过蛇形机械臂运动学模型对所述蛇形机械臂各个关节的绝对姿态进行解算，得到所述各个关节铰接点在基坐标系下的位置坐标和绝对姿态坐标；
[0116]
确定关节的中点通过蛇形机械臂关键姿态记录空间中任一关键点的目标关节；
[0117]
基于所述蛇形机械臂运动学模型，解算从所述目标关节的位置坐标和绝对姿态坐标到所述蛇形机械臂关键姿态记录空间中的关键点对应关节姿态上一姿态坐标的运动距
离；
[0118]
根据所述关节姿态上一姿态坐标的运动距离，控制所述蛇形机械臂的末端执行后退操作。
[0119]
图7是本发明实施例提供的蛇形机器人的结构示意图。
[0120]
如图7所示，本发明还提供一种蛇形机器人，包括所述蛇形机器人采用如上述任一实施例的高冗余度蛇形机械臂的末端跟随运动控制方法控制蛇形机械臂的运动。
[0121]
图8是本发明实施例提供的电子设备的结构示意图。
[0122]
如图8所示，该电子设备可以包括：处理器(processor)810、通信接口(communications interface)820、存储器(memory)830和通信总线840，其中，处理器810，通信接口820，存储器830通过通信总线840完成相互间的通信。处理器810可以调用存储器830中的逻辑指令，以执行高冗余度蛇形机械臂的末端跟随运动控制方法，该方法包括：获取运行控制指令，所述运行控制指令包括目标路径曲线和/或手动操作信号；基于所述目标路径曲线指令和曲线贴合的末端跟随规则，控制蛇形机械臂的末端跟随运动；和/或，基于所述手动操作信号和末端姿态记录规则，控制蛇形机械臂的末端跟随运动。
[0123]
此外，上述的存储器830中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0124]
另一方面，本发明还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括计算机程序，计算机程序可存储在非暂态计算机可读存储介质上，所述计算机程序被处理器执行时，计算机能够执行上述各方法所提供的高冗余度蛇形机械臂的末端跟随运动控制方法，该方法包括：获取运行控制指令，所述运行控制指令包括目标路径曲线和/或手动操作信号；基于所述目标路径曲线指令和曲线贴合的末端跟随规则，控制蛇形机械臂的末端跟随运动；和/或，基于所述手动操作信号和末端姿态记录规则，控制蛇形机械臂的末端跟随运动。
[0125]
又一方面，本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各方法提供的高冗余度蛇形机械臂的末端跟随运动控制方法，该方法包括：获取运行控制指令，所述运行控制指令包括目标路径曲线和/或手动操作信号；基于所述目标路径曲线指令和曲线贴合的末端跟随规则，控制蛇形机械臂的末端跟随运动；和/或，基于所述手动操作信号和末端姿态记录规则，控制蛇形机械臂的末端跟随运动。
[0126]
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性
的劳动的情况下，即可以理解并实施。
[0127]
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如rom/ram、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
[0128]
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。