[发明专利]基于力引导的异构型主从遥操作控制方法及装置

说明书

本发明提供的一种基于力引导的异构型主从遥操作控制方法及装置，考虑到当前通过位置控制实现主从臂之间的位姿跟踪时，容易受到系统信号的影响，当系统信号不连续时，会显著影响遥操作的平顺，严重时还会导致从臂损坏；因此，在主从遥操作控制过程中，根据预设时段的主臂末端位姿信息和从臂末端位姿信息生成从臂目标位姿，并将从臂目标位姿与从臂实时位姿之间进行比对，以确定主臂与从臂之间的位置误差，然后将该位置误差转换为虚拟弹性拉力，实现由位置跟踪到力控制的转变；并且，由于力的不连续只会引起加速的跳变以及速度的缓变，从臂运动始终连续平顺，也不会造成从臂损坏。

技术领域

本发明涉及遥操作机器人技术领域，尤其涉及一种基于力引导的异构型主从遥操作控制方法、装置、存储介质和作业机器人。

背景技术

目前，电力配电架空线路的检修作业逐渐由特种作业机器人装备取代人工来完成，相较于人工检修而言，具有安全风险低，作业效率高的优点。

现有的特种作业机器人的主从遥操作控制都是基于位姿映射实现。针对同构主从控制，主臂向控制器发送各关节角度信号，控制器控制从臂各个关节的角度运动跟踪主臂信号，实现遥操作；针对异构主从控制，主臂向控制器发送其末端位姿信号，控制器通过逆运动学将主臂末端位姿求解为从臂各关节角度，并控制从臂各关节角度，实现主从遥操作。

但是，上述主从遥操作控制都是通过位置控制实现主从臂之间的位姿跟踪，当系统信号不连续时，会显著影响遥操作的平顺，严重时还会导致从臂损坏。

发明内容

本发明的目的旨在至少能解决上述的技术缺陷之一，特别是现有技术中主从遥操作控制都是通过位置控制实现主从臂之间的位姿跟踪，当系统信号不连续时，会显著影响遥操作的平顺，严重时还会导致从臂损坏的技术缺陷。

本发明提供了一种基于力引导的异构型主从遥操作控制方法，包括：

获取预设时段的主臂末端位姿信息和从臂末端位姿信息；其中，所述从臂末端位姿信息包括从臂实时位姿；

根据所述主臂末端位姿信息和所述从臂末端位姿信息生成从臂目标位姿，并将所述从臂目标位姿与所述从臂实时位姿进行比对，确定主臂与从臂之间的位置误差；

将所述位置误差转换为虚拟弹性拉力，并通过所述虚拟弹性拉力控制所述从臂对所述主臂进行位姿跟踪。

可选地，所述主臂末端位姿信息包括主臂起始位姿和主臂实时位姿。

可选地，所述根据所述主臂末端位姿信息和所述从臂末端位姿信息生成从臂目标位姿的步骤，包括：

根据所述主臂起始位姿和所述主臂实时位姿生成主臂在笛卡尔坐标系下的第一旋转矩阵；

根据所述从臂实时位姿生成从臂在所述笛卡尔坐标系下的第二旋转矩阵；

根据所述第一旋转矩阵和所述第二旋转矩阵生成从臂目标位姿。

可选地，将所述位置误差转换为虚拟弹性拉力的方法为：

其中，表示虚拟弹性拉力，k_s表示转换系数，为6×1向量，即位置误差。

可选地，所述通过所述虚拟弹性拉力控制所述从臂对所述主臂进行位姿跟踪的步骤，包括：

将所述虚拟弹性拉力输入到位置域阻抗控制器中，利用所述位置域阻抗控制器控制所述从臂对所述主臂进行位姿跟踪。

本发明还提供了一种基于力引导的异构型主从遥操作控制装置，包括：

信息获取单元，用于获取预设时段的主臂末端位姿信息和从臂末端位姿信息；其中，所述从臂末端位姿信息包括从臂实时位姿；