[发明专利]一种用于遥操作系统的性能评价方法及其应用

权利要求书

1.一种用于遥操作系统的性能评价方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、根据任务需求将遥操作系统主端动作序列映射为从端设备的目标序列z，并记录对应的从端设备输出序列y；计算目标序列z和输出序列y间的距离误差矩阵A；所述距离误差矩阵A中第i行第j列的元素A(i,j)为目标序列中第i个目标值z_i与输出序列中的第j个输出值y_j之间的距离；

S2、基于从端的运动学特征，构建遥操作系统在恒定目标下和切换目标下目标序列与输出序列的匹配路径约束条件；

S3、在所述匹配路径约束条件下，对所述距离误差矩阵A进行路径搜索，得到目标序列与输出序列的最短匹配路径上的各目标值与对应输出值之间的距离累计值，从而得到遥操作系统的累计误差评价结果。

2.根据权利要求1所述的性能评价方法，其特征在于，所述匹配路径约束条件包括：恒定目标约束条件和切换目标约束条件；

所述恒定目标约束条件为：当从端设备相邻两个时刻的输出值所对应的目标值相同时，相邻两个时刻下的目标值与输出值满足：(y_i-y_i-1)(y_i-z_i)≤0或||z_i-y_i||≤3δ；

所述切换目标约束条件为：当从端设备相邻两个时刻的输出值所对应的目标值不同时，相邻两个时刻下的目标值与输出值满足：(y_i-lb)(y_i-ub)≤0或||y_i-z_i-1||≤||y_i-y_i-1||或||y_i-lb||≤3δ或||y_i-ub||≤3δ；

其中，δ为从端运动数据的观测标准差；lb＝min(z_i-1,z_i,y_i-1)，ub＝max(z_i-1,z_i,y_i-1)；||·||表示范数。

3.根据权利要求2所述的性能评价方法，其特征在于，所述步骤S3包括以下步骤：

S31、构建与所述距离误差矩阵A大小相同的累计误差矩阵B；所述累计误差矩阵B的第一行第一列元素B(1,1)＝A(1,1)，除B(1,1)以外的第一行元素B(1,j)＝B(1,j-1)+A(1,j)，除B(1,1)以外的第一列元素B(i,1)＝B(i-1,1)+A(i,1)，其余元素均为0；i＝2,3,…,I；j＝2,3,…,J；I为目标序列z中目标值个数，J为输出序列y中包含的输出值个数；

S32、令i＝2，j＝2；

S33、对所述距离误差矩阵a在水平方向上进行路径搜索：判断搜索路径上相邻两个时刻下的目标值与输出值是否满足所述恒定目标约束条件，若是，则记L＝B(i,j-1)；否则，记L为无穷大；

对所述距离误差矩阵A在斜对角方向上进行路径搜索，判断搜索路径上相邻两个时刻下的目标值与输出值是否满足所述切换目标约束条件，若是，则记LU＝B(i-1,j-1)；否则，记LU为无穷大；

对所述距离误差矩阵A在垂直方向上进行路径搜索，记U＝B(i-1,j)；

S34、计算所述累计误差矩阵B第i行第j列的元素B(i,j)＝A(i,j)+min(L,LU,U)；

S36、判断j是否小于或等于J，若是，则令j＝2，i＝i+1；否则，令j＝j+1；

S37、判断i是否小于或等于I，若是，则转至步骤S33，否则，操作结束，此时，B(I，J)即为最短匹配路径上的各目标值与对应输出值之间的距离累计值。