[發明專利]多固定基座冗余度機械臂的任務動態追蹤方法和裝置

有效

• 申請號: 201611159742.4
• 申請日: 2016-12-15
• 公開（公告）號: CN108214483B
• 公開（公告）日: 2020-12-11
• 發明（設計）人: 金龍;李帥
• 申請（專利權）人: 香港理工大學深圳研究院
• 主分類號: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16
• 代理公司: 深圳中一專利商標事務所 44237
• 代理人: 陳宇

1.一種多固定基座冗余度機械臂的任務動態追蹤方法，其特征在于，所述方法包括：

獲取多固定基座冗余度機械臂系統中的固定基座冗余度機械臂與目標物的距離，并根據固定基座冗余度機械臂的拓撲連接圖的連接關系，相鄰的兩個固定基座冗余度機械臂之間交換信息；

根據所述固定基座冗余度機械臂與目標物的距離，以及相鄰的兩個固定基座冗余度機械臂之間所交換的信息，確定與目標物最近的固定基座冗余度機械臂；

啟動所述與目標物的距離最近的固定基座冗余度機械臂的末端執行器，對目標物進行追蹤；

所述根據所述固定基座冗余度機械臂與目標物的距離，以及相鄰的兩個固定基座冗余度機械臂之間所交換的信息，確定與目標物最近的固定基座冗余度機械臂步驟包括：

通過公式：以及確定固定基座冗余度機械臂是否為與目標物最近的固定基座冗余度機械臂，其中：矩陣A∈R^n×n，其第ij個元素定義為第i個固定基座冗余度機械臂與第j個固定基座冗余度機械臂之間的連接權值，即當第i個與第j個固定基座冗余度機械臂在拓撲圖上連通時，A_ij＝1，否則，A_ij＝0，且第i個固定基座冗余度機械臂與自己的連接權值為A_ii＝1，s_i對應于第i個固定基座冗余度機械臂的啟動狀態，當s_i為0時，第i個固定基座冗余度機械臂不啟動，否則啟動，s_i的初始值s_i^k＝0＝s_i⁰隨機給定，η_i為輔助變量，其初始值隨機給定，u_i＝z-d_i，z為正數，d_i為第i個固定基座冗余度機械臂實時獲得的其末端執行器與移動目標物之間的距離，j∈N(i)表示與第i個固定基座冗余度機械臂連接權值為1的固定基座冗余度機械臂編號，γ與λ為控制算法收斂速度的正參數，τ∈R為采樣間隔，c₀∈R與c₂∈R為正常數，上標k表示第k次迭代。

2.根據權利要求1所述方法，其特征在于，當第i個固定基座冗余度機械臂中，除第一個關節角外的其余關節角度的絕對值的和小于預先設定數值σ時，其中為正數。

3.根據權利要求1或2所述方法，其特征在于，所述啟動所述與目標物的距離最近的固定基座冗余度機械臂的末端執行器，對目標物進行追蹤的步驟包括：

根據迭代后的固定基座冗余度機械臂的啟動狀態，結合公式：確定第i個固定基座冗余度機械臂所獲得的啟動狀態，其中：

表示在第kτ時刻時，第i個固定基座冗余度機械臂移動平臺和機械臂的聯合角度向量，表示在第kτ時刻時，第i個固定基座冗余度機械臂移動平臺和機械臂的聯合速度向量，上標^T表示矩陣和向量的轉置，表示在第kτ時刻時，第i個固定基座冗余度機械臂雅可比矩陣的轉置，表示在第kτ時刻時，第i個固定基座冗余度機械臂末端執行器的位置向量，表示在第kτ時刻時，移動目標物的位置向量，α代表速度反饋正系數。

4.根據權利要求1所述方法，其特征在于，所述固定基座冗余度機械臂為連桿機械臂，所述根據固定基座冗余度機械臂的拓撲連接圖的連接關系，相鄰的兩個固定基座冗余度機械臂之間交換信息步驟具體為：

按序對所述連桿機械臂的固定基座冗余度機械臂進行編號，在編號相連的兩個固定基座冗余度機械臂之間交換信息。