[发明专利]异构机器人遥操作系统位置和速度同步控制方法

说明书

本发明属于机器人遥操作控制技术领域。本发明公开了一种异构机器人遥操作系统位置和速度同步控制方法，主要步骤包括：施加作用力f_h使主机器人产生位置信息x_master和位置变化量；位置信息x_master及主机器人位置变化量通过通讯网络传递给从机器人；从机器人运动并产生位置信息x_slave；以主机器人位置信息x_master控制从机器人位置信息x_slave，实现主机器人和从机器人位置同步；以主机器人位置变化量控制从机器人的速度V_s，实现主机器人和从机器人速度同步。本发明实现了主机器人的位置信息控制从机器人在三维任务空间中的位置移动，同时也使主机器人在该过程中的位置变化量控制从机器人在三维任务空间中的速度变化，实现了从机器人的位置和速度与主机器人的位置和速度保持同步。

技术领域

本发明属于机器人遥操作控制技术领域。特别涉及一种异构机器人遥操作系统位置和速度同步控制方法。

背景技术

异构机器人遥操作系统将人的经验智慧与机器人的优势相结合，实现了人的行为能力与感知能力的延伸，让机器人能够代替人在复杂或恶劣环境中进行作业，从而可以避免对人体产生伤害，降低生产成本，提高生产效率。在太空、深海、医疗手术、矿工业以及核工业等领域得到了广泛应用。因此实现主机器人与从机器人的位置同步跟踪及对从机器人速度的精确控制，是机器人遥操作系统中最重要功能。

异构机器人遥操作系统因其所使用的主机器人和从机器人型号和结构不同，搭建遥操作系统平台的方法不同。对于速度与位置控制方法，其中比较有代表性的为：文献[M.Mamdouh and A.A.Ramadan,Development of a teleoperation system with a newworkspace spanning technique,2012IEEE International Conference on Roboticsand Biomimetics(ROBIO),Guangzhou,2012,pp.1570-1575.]主要利用主机器人端的额外开关变量来进行开关的切换，触发开关设定不同的模式，实现不同形式的主从机器人位置和速度的控制，以此达到主机器人在微小范围及大范围内对从机器人运动模式的控制。文献[Farkhatdinov I,Ryu J H.Hybrid position-position and position-speed commandstrategy for the bilateral teleoperation of a mobile robot[C].InternationalConference on Control,Automation and Systems.IEEE,2007:2442-2447.]针对轮式移动机器人的远程导航遥操作系统，提出了一种位置-位置和位置-速度模式的混合控制方法，通过对两种模式的切换以实现在二维平面上主机器人对轮式移动机器人的位置或者对其线速度、航向角度的控制。

这些方法存在的不足之处主要在于需要手动进行开关的切换，增加了异构遥操作系统控制的复杂性，对于从机器人的操作也缺乏灵活性。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种异构机器人遥操作系统位置和速度同步控制方法，以改善异构型机器人遥操作系统的操作性能。

为了实现上述目的，根据本发明具体实施方式的一个方面，提供了一种异构机器人遥操作系统位置和速度同步控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

施加作用力f_h使主机器人产生位置信息x_master和位置变化量；

位置信息x_master及主机器人位置变化量通过通讯网络传递给从机器人；

从机器人运动并产生位置信息x_slave；