[發(fā)明專利]任務(wù)執(zhí)行控制方法、裝置、控制設(shè)備及可讀存儲介質(zhì)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110164574.2
• 申請日: 2021-02-05
• 公開（公告）號: CN112775976B
• 公開（公告）日: 2022-05-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王家俊;趙明國;熊友軍
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳市優(yōu)必選科技股份有限公司
• 主分類號: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16
• 代理公司: 北京超凡宏宇專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11463
• 代理人: 董艷芳

1.一種任務(wù)執(zhí)行控制方法，其特征在于，所述方法包括：

獲取機器人當前的運動狀態(tài)信息以及與目標任務(wù)對應(yīng)的期望運動軌跡信息；

根據(jù)所述期望運動軌跡信息以及所述運動狀態(tài)信息，確定所述機器人執(zhí)行所述目標任務(wù)所對應(yīng)的任務(wù)執(zhí)行系數(shù)矩陣，其中所述任務(wù)執(zhí)行系數(shù)矩陣由所述目標任務(wù)包括的多個任務(wù)細分項各自與預(yù)存的任務(wù)執(zhí)行損失函數(shù)匹配的任務(wù)系數(shù)內(nèi)容聚合得到，所述任務(wù)執(zhí)行系數(shù)矩陣用于表征所述目標任務(wù)在執(zhí)行過程中的各任務(wù)細分項之間的作用狀況，所述任務(wù)執(zhí)行損失函數(shù)用于對機器人實質(zhì)運動狀況與對應(yīng)任務(wù)執(zhí)行過程所指向的期望軌跡行為之間的偏離進行矯正；

根據(jù)所述期望運動軌跡信息以及所述運動狀態(tài)信息，針對所述機器人的任務(wù)驅(qū)動參數(shù)構(gòu)建匹配的動力學(xué)約束條件；

根據(jù)所述運動狀態(tài)信息以及與所述目標任務(wù)對應(yīng)的機體動作安全約束條件，針對所述任務(wù)驅(qū)動參數(shù)構(gòu)建匹配的參數(shù)分布約束條件，其中所述機體動作安全約束條件包括針對機器人關(guān)節(jié)的有效關(guān)節(jié)位置約束條件，和/或針對機器人任務(wù)空間的任務(wù)空間位置約束條件，與所述有效關(guān)節(jié)位置約束條件對應(yīng)的參數(shù)分布約束條件用于從機器人在廣義坐標位置處的加速度的維度限制機器人關(guān)節(jié)位置運動范圍，與所述任務(wù)空間位置約束條件對應(yīng)的參數(shù)分布約束條件用于從機器人在廣義坐標位置處的加速度的維度限制機器人任務(wù)空間運動范圍；

采用所述任務(wù)執(zhí)行系數(shù)矩陣求解預(yù)存的任務(wù)執(zhí)行損失函數(shù)，得到滿足所述動力學(xué)約束條件以及所述參數(shù)分布約束條件的目標驅(qū)動參數(shù)，其中所述目標驅(qū)動參數(shù)包括與所述目標任務(wù)對應(yīng)的機器人在廣義坐標位置處的加速度以及機器人所受外力大小；

按照所述目標驅(qū)動參數(shù)對所述機器人各關(guān)節(jié)端執(zhí)行器的運行狀態(tài)進行控制，使所述機器人對應(yīng)執(zhí)行所述目標任務(wù)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述目標任務(wù)包括至少一項待執(zhí)行任務(wù)，所述任務(wù)執(zhí)行系數(shù)矩陣包括第一任務(wù)系數(shù)矩陣及第二任務(wù)系數(shù)矩陣，所述根據(jù)所述期望運動軌跡信息以及所述運動狀態(tài)信息，確定所述機器人執(zhí)行所述目標任務(wù)所對應(yīng)的任務(wù)執(zhí)行系數(shù)矩陣，包括：

針對每個待執(zhí)行任務(wù)，從所述期望運動軌跡信息中獲取與所述待執(zhí)行任務(wù)對應(yīng)的末端雅可比矩陣，并基于獲取到的所述末端雅可比矩陣構(gòu)建所述待執(zhí)行任務(wù)的第一執(zhí)行系數(shù)子矩陣；

從所述運動狀態(tài)信息中獲取所述機器人的廣義速度，從所述期望運動軌跡信息中獲取與所述待執(zhí)行任務(wù)對應(yīng)的期望末端加速度，并根據(jù)所述廣義速度、所述末端雅可比矩陣以及所述期望末端加速度構(gòu)建所述待執(zhí)行任務(wù)的第二執(zhí)行系數(shù)子矩陣；

根據(jù)所述目標任務(wù)中每個待執(zhí)行任務(wù)的執(zhí)行權(quán)重，將同一待執(zhí)行任務(wù)的第一執(zhí)行系數(shù)子矩陣與第二執(zhí)行系數(shù)子矩陣分別與該待執(zhí)行任務(wù)的執(zhí)行權(quán)重進行加權(quán)運算，得到該待執(zhí)行任務(wù)的第一加權(quán)參數(shù)子矩陣及第二加權(quán)參數(shù)子矩陣；

將所述目標任務(wù)下所有待執(zhí)行任務(wù)各自的第一加權(quán)參數(shù)子矩陣進行矩陣聚合，得到所述目標任務(wù)的第一任務(wù)系數(shù)矩陣，并將所述目標任務(wù)下所有待執(zhí)行任務(wù)各自的第二加權(quán)參數(shù)子矩陣進行矩陣聚合，得到所述目標任務(wù)的第二任務(wù)系數(shù)矩陣。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述任務(wù)驅(qū)動參數(shù)包括機器人在廣義坐標位置處的加速度以及機器人所受外力大小，動力學(xué)約束條件采用如下式子表達為：

其中，q用于表示所述運動狀態(tài)信息中的機器人廣義坐標位置，用于表示所述運動狀態(tài)信息中的機器人廣義速度，M(·)用于表示所述期望運動軌跡信息中的機器人慣量矩陣，B(·)用于表示所述期望運動軌跡信息中的由離心力和科里奧利力產(chǎn)生的非線性矩陣，G(·)用于表示所述期望運動軌跡信息中的機器人重力矩陣，J_ext用于表示所述期望運動軌跡信息中的外力作用點的雅可比矩陣，τ用于表示作用在所述機器人廣義坐標位置上的廣義力大小，表示所述機器人在所述廣義坐標位置處的加速度，f_ext用于表示所述機器人所受外力大小。