[发明专利]多固定基座冗余度机械臂的任务动态追踪方法和装置

权利要求书

1.一种多固定基座冗余度机械臂的任务动态追踪方法，其特征在于，所述方法包括：

获取多固定基座冗余度机械臂系统中的固定基座冗余度机械臂与目标物的距离，并根据固定基座冗余度机械臂的拓扑连接图的连接关系，相邻的两个固定基座冗余度机械臂之间交换信息；

根据所述固定基座冗余度机械臂与目标物的距离，以及相邻的两个固定基座冗余度机械臂之间所交换的信息，确定与目标物最近的固定基座冗余度机械臂；

启动所述与目标物的距离最近的固定基座冗余度机械臂的末端执行器，对目标物进行追踪；

所述根据所述固定基座冗余度机械臂与目标物的距离，以及相邻的两个固定基座冗余度机械臂之间所交换的信息，确定与目标物最近的固定基座冗余度机械臂步骤包括：

通过公式：以及确定固定基座冗余度机械臂是否为与目标物最近的固定基座冗余度机械臂，其中：矩阵A∈R^n×n，其第ij个元素定义为第i个固定基座冗余度机械臂与第j个固定基座冗余度机械臂之间的连接权值，即当第i个与第j个固定基座冗余度机械臂在拓扑图上连通时，A_ij＝1，否则，A_ij＝0，且第i个固定基座冗余度机械臂与自己的连接权值为A_ii＝1，s_i对应于第i个固定基座冗余度机械臂的启动状态，当s_i为0时，第i个固定基座冗余度机械臂不启动，否则启动，s_i的初始值s_i^k＝0＝s_i⁰随机给定，η_i为辅助变量，其初始值随机给定，u_i＝z-d_i，z为正数，d_i为第i个固定基座冗余度机械臂实时获得的其末端执行器与移动目标物之间的距离，j∈N(i)表示与第i个固定基座冗余度机械臂连接权值为1的固定基座冗余度机械臂编号，γ与λ为控制算法收敛速度的正参数，τ∈R为采样间隔，c₀∈R与c₂∈R为正常数，上标k表示第k次迭代。

2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，当第i个固定基座冗余度机械臂中，除第一个关节角外的其余关节角度的绝对值的和小于预先设定数值σ时，其中为正数。

3.根据权利要求1或2所述方法，其特征在于，所述启动所述与目标物的距离最近的固定基座冗余度机械臂的末端执行器，对目标物进行追踪的步骤包括：

根据迭代后的固定基座冗余度机械臂的启动状态，结合公式：确定第i个固定基座冗余度机械臂所获得的启动状态，其中：

表示在第kτ时刻时，第i个固定基座冗余度机械臂移动平台和机械臂的联合角度向量，表示在第kτ时刻时，第i个固定基座冗余度机械臂移动平台和机械臂的联合速度向量，上标^T表示矩阵和向量的转置，表示在第kτ时刻时，第i个固定基座冗余度机械臂雅可比矩阵的转置，表示在第kτ时刻时，第i个固定基座冗余度机械臂末端执行器的位置向量，表示在第kτ时刻时，移动目标物的位置向量，α代表速度反馈正系数。

4.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述固定基座冗余度机械臂为连杆机械臂，所述根据固定基座冗余度机械臂的拓扑连接图的连接关系，相邻的两个固定基座冗余度机械臂之间交换信息步骤具体为：

按序对所述连杆机械臂的固定基座冗余度机械臂进行编号，在编号相连的两个固定基座冗余度机械臂之间交换信息。