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申请/专利权人：湖南大学
申请日：2024-03-27
公开（公告）日：2024-06-21
公开（公告）号：CN118219260A
主分类号：B25J9/16
分类号：B25J9/16;B25J18/00
优先权：
专利状态码：在审-公开
法律状态：2024.06.21#公开
摘要：本发明公开了一种动态场景下移动机械臂的运动控制方法及其应用，采用模型预测控制，对未来一段时间内的状态与控制输入量进行预测，将机械臂末端位姿与目标位姿之间的偏差作为一个二次代价项添加到代价函数，并且在移动机械臂的突出位置设置若干个碰撞点，将这些碰撞点与空间中障碍物的距离作为一个惩罚项添加到代价函数，同时将机器人的运动速度、运动加速度、机械臂关节角度运动范围、关节角加速度以及机器人自碰撞避免作为约束添加到模型预测控制器，求解出最优的一组控制输入队列作用在机器人的控制器，解决了现有移动机械臂在面对动态复杂场景下的适应力差，稳定性不足等缺陷，提高了移动机械臂机器人工作稳定性。
主权项：1.一种动态场景下移动机械臂的运动控制方法，其特征在于：对移动机械臂的移动底盘和机械臂联合建模，构建移动机械臂运动学模型，在移动机械臂运动过程中实时更新移动底盘的位置、姿态和速度，以及机械臂各关节角速度和角度；移动机械臂运动过程中持续识别周围障碍物，根据障碍物的运动状态分为静止障碍物、匀速运动障碍物和无规律运动障碍物，在移动机械臂的突出位置设置若干碰撞点来获得与障碍物之间的距离；基于移动机械臂运动学模型与障碍物状态，采用模型预测控制对未来一段时间移动机械臂的运动状态和控制输入量进行预测，将机械臂末端位姿与目标位姿之间的偏差作为模型预测控制代价函数的二次代价项，将碰撞点与障碍物的实时距离作为模型预测控制代价函数的惩罚项，并根据三种障碍物分类调整代价函数的惩罚项权重，将移动机械臂的运动参数作为模型预测控制代价函数的约束，利用非线性优化求解器求解出最优的一组控制输入量作用于移动机械臂控制器，实现移动机械臂的运动控制。
全文数据：
权利要求：
百度查询： 湖南大学 一种动态场景下移动机械臂的运动控制方法及其应用
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