[发明专利]一种基于仿真的空间机械臂抓捕目标遥操作方法及系统

权利要求书

1.一种基于仿真的空间机械臂抓捕目标遥操作方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、数据源采集模块通过多种类型的插件从对应类型的数据源采集目标的图像数据并统一转换成相同格式后发送至中间件模块；

步骤2、中间件模块接收并存储经过转换的图像数据并发送至目标追踪与定位模块进行处理，并保持数据源采集模块采集图像数据的速度和目标追踪与定位模块处理图像数据的速度之间的差值保持在预设范围内；

步骤3、目标追踪与定位模块对经过转换的图像数据进行处理，得到目标的位姿；

步骤4、操作规划模块根据目标的位姿和获取的机械臂末端位姿，规划空间机械臂各关节的运动；

步骤5、运动模拟模块建立空间机械臂三维模型和目标三维模型，并根据操作规划模块规划的机械臂各关节的运动，实时改变空间机械臂三维模型的位姿和目标三维模型的位姿；

步骤6、重复以上步骤，直到在运动模拟模块中完成机械臂对目标的捕获；

所述步骤2具体包括以下步骤：

步骤2.1、插件管理单元对多种类型的插件进行管理与调配，接收经过转换的图像数据并存储在自适应缓冲区单元中；

步骤2.2、所述自适应缓冲区单元使所述数据源采集模块的数据采集速度和所述目标追踪与定位模块的处理速度之间的差值保持在预设范围内；

步骤2.3、数据输出接口单元将所述自适应缓冲区中的图像数据发送至目标跟踪与定位模块；

所述步骤2.2具体包括以下步骤：

设定缓冲区允许的最大帧差为F_BMAX，缓冲区允许的最大帧差的上限为F_MAX，丢弃帧标记数为F_Tf，图像采集和图像处理的帧差为F_P-C；

步骤2.2.1，如果F_P-C＞F_BMAX，执行F_Tf＝F_Tf+1，则跳转到步骤2.2.2；

如果F_P-CF_BMAX/2，则跳转到步骤2.2.3；

如果F_P-C≥F_BMAX/2，并且F_P-C≤F_BMAX，则跳转到步骤2.2.4；

步骤2.2.2，如果F_Tf≥F_BMAX/2，执行F_BMAX＝2*F_BMAX，跳转到步骤2.2.6；如果F_TfF_BMAX/2，直接跳转到步骤2.2.6；

步骤2.2.3，如果F_P-C≤1，则令F_Tf＝0，否则执行F_Tf＝(F_Tf+1)/2，直到2*F_Tf≤F_P-C，执行完上述计算后跳转到步骤2.2.5；

步骤2.2.4，如果F_Tf0，则执行F_Tf＝F_Tf-1，直到2*F_Tf≤F_P-C；

步骤2.2.5，如果F_BMAXF_MAX，则令F_BMAX＝F_BMAX/2；

步骤2.2.6，如果F_Tf0，丢弃缓冲区中存储的2*F_Tf-1帧图像数据，然后将第2*F_Tf帧图像数据推送给目标追踪与定位模块，即F_P-C＝F_P-C-2*F_Tf。