[發明專利]球形姿態控制方法、裝置、設備及計算機可讀存儲介質

在審

• 申請號: 202111404413.2
• 申請日: 2021-11-24
• 公開（公告）號: CN114371740A
• 公開（公告）日: 2022-04-19
• 發明（設計）人: 楊天奇;李波;段三軍;宋策
• 申請（專利權）人: 北京特種機械研究所
• 主分類號: G05D3/20
• 分類號: G05D3/20
• 代理公司: 北京天方智力知識產權代理事務所(普通合伙) 11719
• 代理人: 程明

本申請提供了一種球形姿態控制方法，該方法應用于一種球形姿態調整機構，該球形姿態調整機構包括球形夾持機構、置于球形夾持機構下方的全向驅動輪組和視覺識別模塊，該球形夾持機構的球表面上預先設置了目標數量的第一標識區域；由于球形夾持機構最終要轉到的目標位置在球形夾持機構上唯一對應一個目標標記，且當球形夾持機構處于目標位置時，該目標標記正對視覺識別模塊的視覺中心，因此，可以基于目標位置的位置信息以及各個第一標識區域的位置信息，控制全向驅動輪組進行轉動，直至視覺識別模塊識別到目標標記為止。本申請能夠對球姿態進行準確控制且易于實現。本申請還提供了一種球形姿態控制裝置、設備及計算機可讀存儲介質。

技術領域

本申請涉及自動控制技術領域，特別涉及一種球形姿態控制方法、裝置、設備及計算機可讀存儲介質。

背景技術

目前，球形機構的姿態檢測沒有形成成熟的技術，對球形機構來進行姿態控制，也沒有典型的應用。針對球形機構進行高精度的姿態控制，如果使用傳統的姿態傳感器進行姿態控制，在球體體積增大的過程中，控制誤差也會相應的增大，無法滿足高精度要求；在一些保密場所，現在不允許使用無線通訊設備的情況下，在球表面安裝傳感器也無法實現；如果使用圖像識別技術，需要對球表面進行特殊處理，且圖像識別復雜程度高，容易出現錯誤識別，從而容易造成設備損壞。

因此，針對球形機構的姿態控制，亟需一種容易實現、精度高、準確率高的控制策略。

發明內容

本申請提供了一種球形姿態控制方法、裝置、設備及計算機可讀存儲介質，能夠對球姿態進行準確控制且易于實現。

第一方面，本申請提供了一種球形姿態控制方法，所述方法應用于一種球形姿態調整機構，所述球形姿態調整機構包括球形夾持機構、置于所述球形夾持機構下方的全向驅動輪組、以及置于所述全向驅動輪組的各個全向驅動輪的中心位置的視覺識別模塊，所述球形夾持機構的球表面上預先設置了目標數量的第一標識區域；所述方法包括：

確定所述球形夾持機構最終要轉到的目標位置的位置信息，其中，所述目標位置在所述球形夾持機構上唯一對應一個目標標記，且當所述球形夾持機構處于所述目標位置時，所述目標標記正對所述視覺識別模塊的視覺中心；

基于所述目標位置的位置信息以及各個第一標識區域的位置信息，控制所述全向驅動輪組進行轉動，以使所述球形夾持機構逐步轉動到所述目標位置；

當所述視覺識別模塊在所述視覺中心識別到所述目標標記后，控制所述全向驅動輪組停止轉動。

可選的，所述目標標記位于預先設置在所述球形夾持機構的球表面上的第二標識區域內；

所述目標位置的位置信息包括第一位置信息和第二位置信息，其中，所述第一位置信息包括所述第二標識區域的中心點相對于世界坐標系零點的曲面位置坐標，所述第二位置信息包括所述目標標記相對于所述第二標識區域的中心點的曲面位置坐標。

可選的，所述使所述球形夾持機構逐步轉動到所述目標位置，包括：

使所述球形夾持機構從所述初始位置開始逐步轉動到所述目標位置；

其中，所述球形夾持機構處于所述初始位置時，所述世界坐標系的原點處于所述球形夾持機構的球面最低點。

可選的，所述控制所述全向驅動輪組進行轉動，包括：

控制所述全向驅動輪組依次進行第一次轉動、第二次轉動和第三次轉動；

其中，所述第一次轉動為沿著所述世界坐標系的Z軸順時針轉動第一角度，所述第一角度是根據所述第一位置信息中的橫向坐標、所述第二位置信息中的橫向坐標以及所述球形夾持機構的球體半徑計算得到；

所述第二次轉動為繞著所述世界坐標系的Y軸轉動第二角度，所述第二角度是根據所述第一位置信息中的縱向坐標、所述第二位置信息中的縱向坐標以及所述球形夾持機構的球體半徑計算得到；