[發明專利]載人機器人運動敏捷性評價方法和評價裝置

有效

• 申請號: 202111315732.6
• 申請日: 2021-11-08
• 公開（公告）號: CN114415618B
• 公開（公告）日: 2023-09-29
• 發明（設計）人: 高慶吉;羅其俊;岳鳳發;侯世昊
• 申請（專利權）人: 中國民航大學
• 主分類號: G05B23/02
• 分類號: G05B23/02
• 代理公司: 天津知曉邦知識產權代理事務所(普通合伙) 12253
• 代理人: 肖偉楊

本發明實施例公開了載人機器人運動敏捷性評價方法和評價裝置，屬于航空載人機器人技術領域，其中，載人機器人運動敏捷性評價方法包括1)載人機器人作業過程中的安全性約束分析；2)載人機器人作業過程中的敏捷性約束分析；3)載人機器人作業過程中的平順性約束分析。為更好的表達敏捷性，通過構造圓形包絡使得圓形面積和橢圓面積數值相等，定義該圓形的半徑為敏捷因子，當敏捷因子較大時，機動體的敏捷性就越高，反之敏捷性越低。因此為提高載運機器人的敏捷性，則需要在符合載人機器人的運動約束下，通過盡量縮短其位置變化所用時間，使敏捷因子數值增大，進而提高載人機器人的敏捷能力。

技術領域

本發明實施例涉及航空載人機器人技術領域，具體涉及載人機器人運動敏捷性評價方法和評價裝置。

背景技術

民航局在2018年發布了《機場新技術名錄指南》，將對機場的規劃、建設、生產的全階段中的各生產要素、業務流程進行全方位優化。其中，針對“便捷服務”層面，提到了快速通關系統，即在旅客乘坐飛機過程中，可以完成由到達航站樓至登機起飛全流程的便捷載運、通關引導服務系統。

為提升旅客在航站樓的通行效率，使其能夠快速抵達航站樓內各地點，縮短滯留時間，航站樓載人服務機器人是一種可行方案，而為了提高旅客的乘坐體驗，則需要考慮機器人的乘載安全性、平順性(即舒適性)和敏捷性等，即機器人如何能夠安全、敏捷、平順地在航站樓這一復雜環境中通行。乘載平順性，即為乘坐運輸載具人員提供愉快舒適的乘坐環境和方便的操作條件的性能；乘坐安全性也在《GB7258-2017機動車運行安全技術條件》國家標準中有明確定義，主要包含制動性能和避免碰撞要求；敏捷性最直觀的體現則是載人機器人完成相關動作或行為時較為迅速、所用時間較短。

而敏捷性的衡量與評價，最直觀的參數就機器人的加速度，可提供的加速度越大，那么機器人運動性能就會越敏捷。但當載人機器人的速度和加速度受到相關約束時，以加速度大小進行載人機器人的敏捷性評價將受到極大限制。

因此，如何提供一種有效可行的載人機器人運動敏捷性評價方法，是本領域技術人員亟待解決的技術問題。

發明內容

為此，本發明實施例提供載人機器人運動敏捷性評價方法和評價裝置，以解決現有技術中存在的相關技術問題。

敏捷性是指載人機器人所具備的機動能力。針對敏捷性的判定問題，在人們日常生活中最直觀的體現是機動體在完成一系列動作或過程所經過的時間越短，則敏捷性越強。很多專家學者在研究敏捷性時也都提及到了時間，且體現的特點均為完成機動所需的時間越短，則敏捷性越高，這與對敏捷性的日常感受是相符的。因此可以用載人機器人到達指定位姿時所需的時間作為參數變量，構造等效加速度，從而評估載人機器人機動的敏捷性，這樣便可以更加直觀的反應載人機器人的敏捷性程度。

為了實現上述目的，本發明實施例提供如下技術方案：

根據本發明實施例的第一方面，載人機器人運動敏捷性評價方法，包括如下步驟：

1)載人機器人作業過程中的安全性約束分析；

2)基于所述安全性約束分析結果，進行載人機器人作業過程中的敏捷性約束分析；

3)基于所述敏捷性約束分析結果，并進行載人機器人作業過程中的平順性約束分析。

載人機器人是要在保證安全性的前提下，盡可能敏捷性的載運旅客到達目的地，在這個過程中要保證運動軌跡的平順性。

敏捷的載人機器人敏捷性因子的確定，是通過對載人機器人運行軌跡進行評價得來的。軌跡規劃是在保證安全的前提下，盡可能提高承載舒適性，具體體現為載人機器人啟動加速度始終保持舒適范圍，制動加速度則根據環境障礙物因素動態在線修改。

進一步地，在步驟1)中包括：

載人機器人作業過程中應首先保證安全性，不與任意障礙物發生碰撞，可表述為下式：