机器人的奇异防护方法和机器人系统与流程

1.本发明涉及机器人控制技术领域，具体涉及一种机器人的奇异防护方法和一种机器人系统。


背景技术：

2.机器人奇异构型指的是当机器人的关节角处于特定角度时，会导致部分方向运动的自由度损失，也就是会导致机器人在工作空间失去一个或多个方向上平移或旋转的能力。显而易见的是，如果机器人在失去自由度的方向上有目标速度，在进行逆运动学解算时，往往会引起某些关节的速度趋近无穷大，严重损害机器人的安全性。
3.为解决该问题，机器人厂商一般会采用如下两种措施，其一，在接近奇异点时直接给出提示，停止机械臂的运动；其二，在经过奇异点时，利用阻尼最小二乘等数值方法进行计算，通过调整运动轨迹来绕开奇异点。但是，上述措施仍存在以下问题：
4.其一，往往通过分析雅克比矩阵的特性计算可操作度指标、最小奇异值指标来判断判断机械臂是否临近奇异点，然而目前缺乏通用的指标来衡量机器人关节构型接近某一固定奇异构型的程度(距离)，所以目前用来判断机器人是否接近奇异点的指标的阈值需要反复试验获得，计算复杂、通用性较差；其二、通过数值来改善奇异点附近的逆解特性，会损失机器人原来的路径精度。


技术实现要素：

5.本发明为解决上述技术问题，提供了一种机器人的奇异防护方法，只需判断机器人是否接近或者远离奇异点，而不需判断距离奇异点的距离，从而能够降低计算难度，使其具有较好的通用性，并且还能够保证机器人执行期望路径，从而确保机器人运动的安全性和路径精度。
6.本发明采用的技术方案如下：
7.一种机器人的奇异防护方法，包括以下步骤：构建机器人的运动学模型；规划所述机器人的运行轨迹；根据所述运行轨迹控制所述机器人的关节运动；根据所述运动学模型得到当前运动时刻所述机器人关节构型的雅克比矩阵；根据所述雅克比矩阵判断下一运动时刻所述机器人关节构型的变化趋势；根据所述变化趋势调整所述运行轨迹以控制所述述机器人通过奇异临域。
8.根据本发明的一个实施例，所述机器人关节构型在下一运动时刻的变化趋势包括趋向奇异构型和远离奇异构型。
9.根据本发明的一个实施例，所述根据所述变化趋势调整所述运行轨迹以控制所述述机器人通过奇异临域，具体包括以下步骤：若所述机器人关节构型在下一运动时刻的变化趋势为趋向奇异构型，则通过调整所述机器人的最大速度约束条件以重新规划所述机器人的运行速度；若所述机器人关节构型在下一运动时刻的变化趋势为远离奇异构型，则判断所述机器人的最大速度约束条件是否变化；若是，则将所述机器人的最大速度约束条件
调整为初始值以重新规划所述机器人的运行速度。
10.根据本发明的一个实施例，所述调整所述机器人的最大速度约束条件为：采用安全速度更新速度轮廓最大速度。
11.根据本发明的一个实施例，所述安全速度的获取方式为：获取所述机器人实时反馈的各关节的最大速度和当前运动方向；根据所述机器人实时反馈的各关节的最大速度和当前运动方向，以及所述雅克比矩阵得到所述机器人在当前运动方向上的安全速度。
12.根据本发明的一个实施例，所述根据所述雅克比矩阵判断下一运动时刻所述机器人关节构型的变化趋势，具体包括以下步骤：计算所述雅克比矩阵行列式的数值；根据所述雅克比矩阵行列式的数值来判断所述机器人关节构型在下一运动时刻的变化趋势。
13.根据本发明的一个实施例，所述根据所述雅克比矩阵行列式的数值来判断所述机器人关节构型在下一运动时刻的变化趋势，具体包括以下步骤：采用公式w(q)＝|jj
t
|实时计算所述雅克比矩阵行列式的数值；判断所述数值在下一时刻的变化，其中，所述数值在下一时刻的变化包括数值增大和数值减小；根据所述数值在下一时刻的变化来判断所述机器人关节构型在下一运动时刻的变化趋势，其中，若所述数值在下一时刻的数值减小，则判断所述机器人关节构型在下一运动时刻趋向奇异构型，若所述数值在下一时刻的数值增大，则判断所述机器人关节构型在下一运动时刻远离奇异构型。
14.根据本发明的一个实施例，所述运动学模型包括正运动学模型和逆运动学模型，其中，所述正运动学模型用于根据所述机器人关节构型得到所述机器人末端的位姿；所述逆运动学模型用于根据所述机器人末端的位姿得到所述机器人关节构型。
15.根据本发明的一个实施例，所述运行轨迹包括运行路径和运行速度，所述规划所述机器人的运行轨迹，具体包括以下步骤：获取所述机器人的运行设置数据；根据所述运行设置数据规划所述机器人的运行路径和运行速度。
16.一种机器人系统，包括机器人本体、控制设备和存储在所述控制设备上运行的控制程序，所述控制设备执行所述控制程序时，实现上述实施例所述的机器人的奇异防护方法，以控制所述机器人本体通过奇异临域。
17.本发明的有益效果如下：
18.1)、本发明能够控制机器人通过奇异临域，并且保证机器人的运动路径与设置数据一致，从而能够保证机器人执行期望路径，以确保机器人运动的安全性和路径精度；
19.2)、本发明只需判断机器人是否接近或者远离奇异点，而不需判断距离奇异点的距离，从而能够降低计算难度，使其具有较好的通用性。
附图说明
20.图1为本发明实施例的机器人的奇异防护方法的流程图；
21.图2为本发明一个实施例的双s型速度曲线轮廓的示意图；
22.图3为本发明一个实施例的机器人的奇异防护方法的流程图；
23.图4(a)为本发明一个实施例的机器人关节构型；
24.图4(b)为本发明另一个实施例的机器人关节构型；
25.图5(a)为本发明一个实施例的机器人关节构型；
26.图5(b)为本发明另一个实施例的机器人关节构型；
27.图5(c)为本发明又一个实施例的机器人关节构型；
28.图5(d)为本发明再一个实施例的机器人关节构型；
29.图6为本发明实施例的机器人系统中的控制设备的方框示意图。
具体实施方式
30.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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做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。
31.需要说明的是，本发明基于以下认知：机器人理论上可在其工作空间内自由移动，例如可根据movej指令在其工作空间内移动，即各个关节可从当前位置运动到目标位置；但是，若控制机器人在其工作空间内依据特定路径移动，则需要将其目标位姿通过逆解转换成目标关节角，在转换的过程中，机器人越是接近奇异构型，其在工作空间内的运动速度就会越大，因此，可通过控制机械臂在奇异方向的运动速度，解决机器人奇异构型带来的安全问题。换言之，可将机器人奇异防护问题转换成规划问题，具体可在机器人运动过程中实时调整机器人在工作空间各个运动方向的运动速度，并结合机器人各个关节的极限运动速度和加速度，以实时规划出一条机械臂能够稳定运行的轨迹。下面将结合图1具体阐述本发明的机器人的奇异防护方法。
32.如图1所示，本发明实施例的机器人的奇异防护方法，包括以下步骤：
33.s1，构建机器人的运动学模型。
34.具体地，可先建立机器人的d-h坐标系，可基于机器人的d-h坐标系构建机器人的运动学模型。其中，运动学模型可包括正运动学模型和逆运动学模型，并且正运动学模型可用于根据机器人关节构型得到机器人末端的位姿，逆运动学模型可用于根据机器人末端的位姿得到机器人关节构型。
35.更具体地，正运动学模型可为t＝f(q)，其中，q为机器人关节构型，即机器人的关节角，t为机器人末端的位姿；逆运动学模型可为q＝ik(t)，其中，ik为机器人的逆解算法。通过逆解算法能够得到机器人在工作空间内的运动范围，即机器人在工作空间内的运动范围取决于机器人的逆解所覆盖的工作空间。
36.s2，规划机器人的运行轨迹。
37.具体地，可获取机器人的运行设置数据，然后可根据运行设置数据规划机器人的运行轨迹，即运行路径和运行速度。其中，机器人的运行设置数据包括机器人的起始位置、起始速度、起始加速度和目标点位置、目标点速度、目标点加速度，以及机器人运动过程中的最大速度、运动过程中的加速度、运动过程中的加加速度约束。
38.更具体地，根据运行设置数据规划机器人的运行路径，可包括以下步骤：根据机器人工作空间路径规划机器人的运行路径，例如，若机器人的起始位置为a、目标点位置为b、工作空间路径为直线，则机器人的运行路径，即机器人工作空间路径上每点的表达式可为c(s)＝p(a)+s(p(b)-p(a))，其中，s为机器人工作空间的路径弧长。
39.更具体地，根据运行设置数据规划机器人的运行速度，可包括以下步骤：根据机器人的起始位置、起始速度、起始加速度和目标点位置、目标点速度、目标点加速度，以及机器
人运动过程中的最大速度、运动过程中的加速度、运动过程中的加加速度约束，计算机器人从起始位置到目标点位置的加速度、速度和速度轮廓。换言之，可将机器人工作空间的路径弧长s描述为运动时间t的函数s(t)，例如可采用双s型速度曲线轮廓规划算法，根据运行设置数据将机器人工作空间的路径弧长s上任意一点描述为运动时间t的函数，p＝c(s(t))。
40.举例而言，可采用图2所示的双s型速度曲线轮廓规划算法，将机器人工作空间的路径弧长s描述为一个维度的s型速度规划轮廓，其运动起始和目标条件为：位置从2到15，速度从-4到4，加速度从0到0；运动约束条件为：最大速度为10，最大加速度为20，最大加加速度为60。
41.s3，根据运行轨迹控制机器人的关节运动。
42.具体地，可根据运行路径控制机器人从起始位置到目标点位置的移动路径，并可根据运动速度控制机器人从起始位置到目标点位置的加速度、速度和位置曲线轮廓。
43.s4，根据运动学模型得到当前运动时刻机器人关节构型的雅克比矩阵。
44.具体地，可获取当前运动时刻机器人关节构型，然后可根据运动学模型计算当前运动时刻机器人关节构型的雅克比矩阵。
45.更具体的，可获取当前运动时刻机器人关节构型，即关节角q，然后可通过正运动学模型，即t＝f(q)计算机器人末端，例如关节坐标系的位姿t，最后可根据机器人末端，例如关节坐标系的位姿t计算当前运动时刻机器人关节构型的雅克比矩阵j(q)，具体表达式为：
[0046][0047]
其中，p
end
为机器人末端关节坐标系的位置，pi为第i个机器人关节坐标系原点的位置，zi为第i个机器人关节在关节坐标系的方向向量，i＝1...n，n为机器人关节的个数。
[0048]
s5，根据雅克比矩阵判断下一运动时刻机器人关节构型的变化趋势。
[0049]
具体地，可计算雅克比矩阵行列式的数值，然后可根据雅克比矩阵行列式的数值来判断机器人关节构型在下一运动时刻的变化趋势。
[0050]
更具体地，可通过公式w(q)＝|jj
t
|实时计算雅克比矩阵行列式的数值w，然后可判断下一时刻数值w的数值变化来判断机器人关节构型在下一运动时刻的变化趋势。其中，若下一时刻数值w的数值减小，则可判断机器人关节构型在下一运动时刻趋向奇异构型；若下一时刻数值w的数值增大，则可判断机器人关节构型在下一运动时刻远离奇异构型。
[0051]
s6，根据变化趋势调整运行轨迹以控制述机器人通过奇异临域。
[0052]
具体地，如图3所示，上述步骤s6还包括以下步骤：
[0053]
s601，判断机器人关节构型在下一运动时刻是否远离奇异构型，若否，则执行步骤s602，若是，则执行步骤s603；
[0054]
s602，若机器人关节构型在下一运动时刻的变化趋势趋向奇异构型，则通过调整机器人的最大速度约束条件以重新规划机器人的运行速度；
[0055]
s603，若机器人关节构型在下一运动时刻的变化趋势为远离奇异构型，则判断机器人的最大速度约束条件是否变化，若是，则执行步骤s604，若否，则执行步骤s605；
[0056]
s604，将机器人的最大速度约束条件调整为初始值以重新规划机器人的运行速
度；
[0057]
s605，根据初始的运行轨迹控制机器人运动；
[0058]
s606，判断机器人是否到达目标点位置，若是，则结束运动，若否，则执行步骤s3。
[0059]
其中，需要说明的是，机器人的最大速度约束条件为机器人在当前运动方向上允许的最大工作空间速度其中，σ为机器人在当前运动方向上允许的最大工作空间速率，为机器人的当前运动方向。由此，可通过更新机器人的最大速度约束条件实时调整速度轮廓，从而实现机器人运动速度的重新规划，通过实时规划机器人运动速度，不仅能够保证机器人的运动速度与设置数据一致，还能够保证机器人安全通过奇异区域，从而保证机器人运动的安全性。
[0060]
在本发明的一个实施例，可采用安全速度更新速度轮廓最大速度，其中，安全速度可为机器人在当前运动方向上允许的最大工作空间速度可根据机器人实时反馈的各关节的最大速度、当前运动方向以及雅克比矩阵j(q)计算得到。
[0061]
具体地，可先根据雅克比矩阵j(q)和当前运动方向计算机器人关节的空间速度向量
[0062]
进一步，可获取各机器人关节的最大速度约束，用以计算机器人在当前运动方向上允许的最大工作空间速率σ，其中，各机器人关节的最大速度约束为并且由此可得到机器人在当前运动方向上允许的最大工作空间速率σ；
[0063]
进一步，可得到机器人在当前运动方向上允许的最大工作空间速度为
[0064]
下面将结合图4(a)和图4(b)具体阐述本发明的机器人的奇异防护方法控制机器人通过奇异区域的过程。
[0065]
如图4(b)所示，机器人关节构型为临近奇异构型，其中，奇异构型为机器人3关节伸直，即角度为0时的姿态，通过图4(b)可看出此时的机器人3关节角为0.11785，已经接近奇异构型的关节角；进一步地，参照图4(a)和图4(b)，当机器人从图4(a)所示的构型运动至图4(b)所示的构型时，机器人的位置数值和姿态数值中只有位置数值，即方框圈出的位置数值出现变化，也就是说，当机器人从图4(a)所示的构型运动至图4(b)所示的构型时，实际运动轨迹是沿x轴方向运动。
[0066]
因此，在机器人从图4(a)所示的构型运动至图4(b)所示的构型时，通过本发明的机器人的奇异防护方法可实时计算机器人在x轴方向运动的最大工作空间速度，并可通过更新机器人的最大速度约束条件实时调整速度轮廓，从而能够保证机器人在通过奇异区域时，运行路径不发生偏移。
[0067]
进一步地，参照图5(a)、图5(b)、图5(c)、图5(d)，即机器人从图5(a)所示的构型分别运动到图5(b)、图5(c)、图5(d)所示的构型时，仍可看到在机器人运动过程中，仅有机器人位置数值和姿态数值中的位置数值，即方框圈出的位置数值出现变化(也就是x轴方向的数值发生变化)，由此可知，本发明的机器人的奇异防护方法能够保证机器人的运行路径的精度。
[0068]
本发明的有益效果如下：
[0069]
1)、本发明能够控制机器人通过奇异临域，并且保证机器人的运动路径与设置数据一致，从而能够保证机器人执行期望路径，以确保机器人运动的安全性和路径精度；
[0070]
2)、本发明只需判断机器人是否接近或者远离奇异点，而不需判断距离奇异点的距离，从而能够降低计算难度，使其具有较好的通用性。
[0071]
对应上述实施例的机器人的奇异防护方法，本发明实施例还提出了一种机器人系统。
[0072]
本发明实施例的机器人系统包括机器人本体、控制设备和存储在控制设备上运行的控制程序，控制设备执行控制程序时，可实现上述实施例的机器人的奇异防护方法，以控制机器人本体通过奇异临域。
[0073]
具体地，如图6所示，本发明实施例的机器人系统中的控制设备，可包括第一构建模块10、第二构建模块20、第一控制模块30、处理模块40、判断模块50和第二控制模块60。其中，第一构建模块10用于构建机器人的运动学模型；第二构建模块20用于规划机器人的运行轨迹；第一控制模块30用于根据运行轨迹控制机器人的关节运动；处理模块40用于根据运动学模型得到当前运动时刻机器人关节构型的雅克比矩阵；判断模块50用于根据雅克比矩阵判断下一运动时刻机器人关节构型的变化趋势；第二控制模块60用于根据变化趋势调整运行轨迹以控制述机器人通过奇异临域。
[0074]
在本发明的一个实施例中，第一构建模块10具体可用于建立机器人的d-h坐标系，以及基于机器人的d-h坐标系构建机器人的运动学模型。其中，运动学模型可包括正运动学模型和逆运动学模型，并且正运动学模型可用于根据机器人关节构型得到机器人末端的位姿，逆运动学模型可用于根据机器人末端的位姿得到机器人关节构型。
[0075]
更具体地，正运动学模型可为t＝f(q)，其中，q为机器人关节构型，即机器人的关节角，t为机器人末端的位姿；逆运动学模型可为q＝ik(t)，其中，ik为机器人的逆解算法。通过逆解算法能够得到机器人在工作空间内的运动范围，即机器人在工作空间内的运动范围取决于机器人的逆解所覆盖的工作空间。
[0076]
在本发明的一个实施例，第二构建模块20具体可用于可获取机器人的运行设置数据，然后可根据运行设置数据规划机器人的运行轨迹，即运行路径和运行速度。其中，机器人的运行设置数据包括机器人的起始位置、起始速度、起始加速度和目标点位置、目标点速度、目标点加速度，以及机器人运动过程中的最大速度、运动过程中的加速度、运动过程中的加加速度约束。
[0077]
更具体地，第二构建模块20根据运行设置数据规划机器人的运行路径的过程还可包括：根据机器人工作空间路径规划机器人的运行路径，例如，若机器人的起始位置为a、目标点位置为b、工作空间路径为直线，则机器人的运行路径，即机器人工作空间路径上每点的表达式可为c(s)＝p(a)+s(p(b)-p(a))，其中，s为机器人工作空间的路径弧长。
[0078]
更具体地，第二构建模块20根据运行设置数据规划机器人的运行速度的过程还可包括：根据机器人的起始位置、起始速度、起始加速度和目标点位置、目标点速度、目标点加速度，以及机器人运动过程中的最大速度、运动过程中的加速度、运动过程中的加加速度约束，计算机器人从起始位置到目标点位置的加速度、速度和速度轮廓。换言之，可将机器人工作空间的路径弧长s描述为运动时间t的函数s(t)，例如可采用双s型速度曲线轮廓规划算法，根据运行设置数据将机器人工作空间的路径弧长s上任意一点描述为运动时间t的函
数，p＝c(s(t))。
[0079]
举例而言，可采用图2所示的双s型速度曲线轮廓规划算法，将机器人工作空间的路径弧长s描述为一个维度的s型速度规划轮廓，其运动起始和目标条件为：位置从2到15，速度从-4到4，加速度从0到0；运动约束条件为：最大速度为10，最大加速度为20，最大加加速度为60。
[0080]
在本发明的一个实施例中，第一控制模块30具体可用于根据运行路径控制机器人从起始位置到目标点位置的移动路径，并可根据运动速度控制机器人从起始位置到目标点位置的加速度、速度和位置曲线轮廓。
[0081]
在本发明的一个实施例中，处理模块40具体可用于获取当前运动时刻机器人关节构型，然后可根据运动学模型计算当前运动时刻机器人关节构型的雅克比矩阵。
[0082]
更具体的，可获取当前运动时刻机器人关节构型，即关节角q，然后可通过正运动学模型，即t＝f(q)计算机器人末端，例如关节坐标系的位姿t，最后可根据机器人末端，例如关节坐标系的位姿t计算当前运动时刻机器人关节构型的雅克比矩阵j(q)，具体表达式为：
[0083][0084]
其中，p
end
为机器人末端关节坐标系的位置，pi为第i个机器人关节坐标系原点的位置，zi为第i个机器人关节在关节坐标系的方向向量，i＝1...n，n为机器人关节的个数。
[0085]
在本发明的一个实施例中，判断模块50具体可用于计算雅克比矩阵行列式的数值，然后可根据雅克比矩阵行列式的数值来判断机器人关节构型在下一运动时刻的变化趋势。
[0086]
更具体地，可通过公式w(q)＝|jj
t
|实时计算雅克比矩阵行列式的数值w，然后可判断下一时刻数值w的数值变化来判断机器人关节构型在下一运动时刻的变化趋势。其中，若下一时刻数值w的数值减小，则可判断机器人关节构型在下一运动时刻趋向奇异构型；若下一时刻数值w的数值增大，则可判断机器人关节构型在下一运动时刻远离奇异构型。
[0087]
在本发明的一个实施例中，如图3所示，第二控制模块60根据变化趋势调整运行轨迹以控制述机器人通过奇异临域的过程，还包括以下步骤：
[0088]
s601，判断机器人关节构型在下一运动时刻是否远离奇异构型，若否，则执行步骤s602，若是，则执行步骤s603；
[0089]
s602，若机器人关节构型在下一运动时刻的变化趋势趋向奇异构型，则通过调整机器人的最大速度约束条件以重新规划机器人的运行速度；
[0090]
s603，若机器人关节构型在下一运动时刻的变化趋势为远离奇异构型，则判断机器人的最大速度约束条件是否变化，若是，则执行步骤s604，若否，则执行步骤s605；
[0091]
s604，将机器人的最大速度约束条件调整为初始值以重新规划机器人的运行速度；
[0092]
s605，根据初始的运行轨迹控制机器人运动；
[0093]
s606，判断机器人是否到达目标点位置，若是，则结束运动，若否，则执行步骤s3。
[0094]
其中，需要说明的是，机器人的最大速度约束条件为机器人在当前运动方向上允
许的最大工作空间速度其中，σ为机器人在当前运动方向上允许的最大工作空间速率，为机器人的当前运动方向。由此，可通过更新机器人的最大速度约束条件实时调整速度轮廓，从而实现机器人运动速度的重新规划，通过实时规划机器人运动速度，不仅能够保证机器人的运动速度与设置数据一致，还能够保证机器人安全通过奇异区域，从而保证机器人运动的安全性。
[0095]
在本发明的一个实施例，可采用安全速度更新速度轮廓最大速度，其中，安全速度可为机器人在当前运动方向上允许的最大工作空间速度可根据机器人实时反馈的各关节的最大速度、当前运动方向以及雅克比矩阵j(q)计算得到。
[0096]
具体地，可先根据雅克比矩阵j(q)和当前运动方向计算机器人关节的空间速度向量
[0097]
进一步，可获取各机器人关节的最大速度约束，用以计算机器人在当前运动方向上允许的最大工作空间速率σ，其中，各机器人关节的最大速度约束为并且由此可得到机器人在当前运动方向上允许的最大工作空间速率σ；
[0098]
进一步，可得到机器人在当前运动方向上允许的最大工作空间速度为
[0099]
下面将结合图4(a)和图4(b)具体阐述本发明的机器人的奇异防护装置控制机器人通过奇异区域的过程。
[0100]
如图4(b)所示，机器人关节构型为临近奇异构型，其中，奇异构型为机器人3关节伸直，即角度为0时的姿态，通过图4(b)可看出此时的机器人3关节角为0.11785，已经接近奇异构型的关节角；进一步地，参照图4(a)和图4(b)，当机器人从图4(a)所示的构型运动至图4(b)所示的构型时，机器人的位置数值和姿态数值中只有位置数值，即方框圈出的位置数值出现变化，也就是说，当机器人从图4(a)所示的构型运动至图4(b)所示的构型时，实际运动轨迹是沿x轴方向运动。
[0101]
因此，在机器人从图4(a)所示的构型运动至图4(b)所示的构型时，通过本发明的机器人的奇异防护方法可实时计算机器人在x轴方向运动的最大工作空间速度，并可通过更新机器人的最大速度约束条件实时调整速度轮廓，从而能够保证机器人在通过奇异区域时，运行路径不发生偏移。
[0102]
进一步地，参照图5(a)、图5(b)、图5(c)、图5(d)，即机器人从图5(a)所示的构型分别运动到图5(b)、图5(c)、图5(d)所示的构型时，仍可看到在机器人运动过程中，仅有机器人位置数值和姿态数值中的位置数值，即方框圈出的位置数值出现变化(也就是x轴方向的数值发生变化)，由此可知，本发明的机器人的奇异防护装置能够保证机器人的运行路径的精度。
[0103]
本发明的有益效果如下：
[0104]
1)、本发明能够控制机器人通过奇异临域，并且保证机器人的运动路径与设置数据一致，从而能够保证机器人执行期望路径，以确保机器人运动的安全性和路径精度；
[0105]
2)、本发明只需判断机器人是否接近或者远离奇异点，而不需判断距离奇异点的距离，从而能够降低计算难度，使其具有较好的通用性。
[0106]
在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0107]
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0108]
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
[0109]
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必针对相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。