[发明专利]目标跟踪控制方法及装置、机械臂控制设备和存储介质有效
申请号: | 202210123654.8 | 申请日: | 2022-02-10 |
公开(公告)号: | CN114274147B | 公开(公告)日: | 2023-09-22 |
发明(设计)人: | 韩冰;牛建伟;任涛;杨帆;于晓龙;郭昱亮;侯人鸾;马群 | 申请(专利权)人: | 北京航空航天大学杭州创新研究院 |
主分类号: | B25J9/16 | 分类号: | B25J9/16 |
代理公司: | 北京超凡宏宇知识产权代理有限公司 11463 | 代理人: | 杜杨 |
地址: | 310000 浙江省*** | 国省代码: | 浙江;33 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 目标 跟踪 控制 方法 装置 机械 设备 存储 介质 | ||
1.一种目标跟踪控制方法,其特征在于,所述方法包括:
获取智能机械臂的作业工具末端在当前控制时刻的实时作业位姿和实时位姿变化速度,以及待处理目标在当前控制时刻的实时目标位姿;
根据所述实时作业位姿以及所述实时目标位姿,调用针对所述待处理目标的位姿时变速度场模型,计算从所述实时作业位姿指向所述实时目标位姿的目标位姿变化速度;
基于所述实时位姿变化速度对所述目标位姿变化速度进行速度场平滑处理,得到所述作业工具末端在当前控制时刻的期望位姿变化速度;
按照所述作业工具末端的期望位姿变化速度控制所述智能机械臂针对所述待处理目标进行跟踪运动;
其中,所述位姿时变速度场模型包括第一速度场模型及第二速度场模型;
所述第一速度场模型的模型表达式如下所示:
所述第二速度场模型的模型表达式如下所示:
其中,V用于表示所述目标位姿变化速度,Pc用于表示所述智能机械臂的作业工具末端在当前控制时刻的实时作业位姿,Pt用于表示所述待处理目标在当前控制时刻的实时目标位姿,Vmax用于表示所述位姿时变速度场模型的最大位姿变化速度矢量,Amax用于表示所述位姿时变速度场模型的最大位姿变化加速度矢量,Cv用于表示所述位姿时变速度场模型的速度场动态缩放系数。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述基于所述实时位姿变化速度对所述目标位姿变化速度进行速度场平滑处理,得到所述作业工具末端在当前控制时刻的期望位姿变化速度的步骤,包括:
根据所述实时位姿变化速度及所述目标位姿变化速度,计算所述作业工具末端在当前控制时刻的期望速度增量;
以所述作业工具末端在上一控制时刻的期望速度增量,作为所述作业工具末端在当前控制时刻的实际速度增量;
在所述实时位姿变化速度的基础上根据所述作业工具末端在当前控制时刻的期望速度增量和实际速度增量进行速度平滑扩增处理,得到所述作业工具末端在当前控制时刻的期望位姿变化速度。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述作业工具末端在某个控制时刻的期望速度增量的增量计算表达式如下所示:
At=ka(V-Vc);
其中,V用于表示所述作业工具末端在所述某个控制时刻的目标位姿变化速度,Vc用于表示所述作业工具末端在所述某个控制时刻的实时位姿变化速度,At用于表示所述作业工具末端在所述某个控制时刻的期望速度增量,ka用于表示所述作业工具末端的速度场增量系数。
4.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,对所述作业工具末端在某个控制时刻的实时位姿变化速度进行速度平滑扩增处理时的平滑扩增表达式如下所示:
Vt=(kv(At-Ac)+Ac)+Vc;
其中,Vt用于表示所述作业工具末端在所述某个控制时刻的期望位姿变化速度,Vc用于表示所述作业工具末端在所述某个控制时刻的实时位姿变化速度,At用于表示所述作业工具末端在所述某个控制时刻的期望速度增量,Ac用于表示所述作业工具末端在所述某个控制时刻的实际速度增量,kv用于表示所述作业工具末端的速度变化增量系数。
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