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龙图腾网获悉清华大学申请的专利一种机器人笛卡尔轨迹与关节轨迹的过渡方法和装置获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN118906044B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-11-18发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202410851243.X，技术领域涉及：B25J9/16；该发明授权一种机器人笛卡尔轨迹与关节轨迹的过渡方法和装置是由王立平;周挺;李伟涛;杨洪丽设计研发完成，并于2024-06-27向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种机器人笛卡尔轨迹与关节轨迹的过渡方法和装置在说明书摘要公布了：一种机器人笛卡尔轨迹与关节轨迹的过渡方法和装置，所述方法包括：获取初始笛卡尔轨迹的起点Qs和终点Qm分别对应的关节角度向量θ1和θ2，以及初始关节轨迹的终点Qe对应的关节角度向量θ3，基于θ1、θ2和θ3确定过渡轨迹的起点Q1和终点Q2；在Q1和Q2之间确定多个控制顶点，并基于Q1和Q2以及所述多个控制顶点进行三次非均匀B样条曲线插补，获得所述过渡轨迹Q1Q2；在Qs和Q1之间规划更新后笛卡尔轨迹；在Q2和Qe之间规划更新后关节轨迹；将所述更新后笛卡尔轨迹、所述过渡轨迹Q1Q2和所述更新后关节轨迹依次拼接，得到优化后轨迹QsQe，能够实现机器人笛卡尔轨迹和关节轨迹的光滑过渡，确保轨迹的速度和加速度连续的同时避免出现扭摆和过冲现象。

本发明授权一种机器人笛卡尔轨迹与关节轨迹的过渡方法和装置在权利要求书中公布了：1.一种机器人笛卡尔轨迹与关节轨迹的过渡方法，所述笛卡尔轨迹为机器人末端在笛卡尔空间的运动轨迹，所述关节轨迹为机器人关节在关节空间的运动轨迹，其特征在于，包括以下步骤： 获取初始笛卡尔轨迹的起点Qs和终点Qm分别对应的关节角度向量和，以及初始关节轨迹的终点Qe对应的关节角度向量，基于、和确定过渡轨迹的起点Q1和终点Q2； 在Q1和Q2之间确定多个控制顶点，并基于Q1和Q2以及所述多个控制顶点进行三次非均匀B样条曲线插补，获得所述过渡轨迹Q1Q2； 在Qs和Q1之间规划更新后笛卡尔轨迹；在Q2和Qe之间规划更新后关节轨迹； 将所述更新后笛卡尔轨迹、所述过渡轨迹Q1Q2和所述更新后关节轨迹依次拼接，得到优化后轨迹QsQe； 其中，在所述确定过渡轨迹的起点Q1和终点Q2之后，在所述在Q1和Q2之间确定多个控制顶点之前，包括：根据第一初始轨迹QsQm获取Q1在所述笛卡尔空间对应的末端位姿坐标和末端速度向量，其中，包括末端位置坐标和末端姿态坐标；将所述末端姿态坐标转换为姿态四元数；根据第二初始轨迹QmQe获取Q2对应的关节角度向量和关节角速度向量；将输入位置正解模型获得Q在所述笛卡尔空间对应的末端位姿坐标，其中，包括末端位置坐标和末端姿态坐标；将所述末端姿态坐标转换为姿态四元数；将输入速度正运动学模型获得末端速度向量，其中，为机器人雅可比矩阵； 所述在之间确定多个控制顶点，包括：基于中的末端位置坐标确定第一直线距离；基于和P2中的末端位置坐标确定第二直线距离；将、和代入公式，获得第二控制顶点在所述笛卡尔空间的位置坐标；将、和代入公式，获得第三控制顶点在所述笛卡尔空间的位置坐标；将、和代入公式，获得第五控制顶点在所述笛卡尔空间的位置坐标；将、和代入公式，获得第六控制顶点在所述笛卡尔空间的位置坐标；通过公式，获得第四控制顶点在所述笛卡尔空间的位置坐标；其中，，为3行3列的单位矩阵，为3行3列的0矩阵，为矩阵的2范数，为矩阵的2范数； 所述基于Q1和Q2以及所述多个控制顶点进行三次非均匀B样条曲线插补，获得所述过渡轨迹Q1Q2，包括：根据计算所述过渡轨迹的起点Q1的合速度，根据计算所述过渡轨迹的终点Q2的合速度；将和分别作为所述过渡轨迹的初始速度和末速度，并进行S速度规划，获得所述过渡轨迹的进给速度；采用二阶泰勒展开法，根据和插补周期计算三次非均匀B样条曲线的节点增量uλ+1；根据、、uλ+1以及所述多个控制顶点，通过DeBoor递推公式计算所述过渡轨迹的所有轨迹点的位置坐标；采用slerp插值方法在姿态四元数和之间进行插补，获得所述过渡轨迹的所有轨迹点的姿态四元数；将所述所有轨迹点的位置坐标和所述所有轨迹点的姿态四元数进行位姿同步，获得所述过渡轨迹Q1Q2。

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