[发明专利]一种阶次优化的远程操控行为轮廓规划方法

说明书

本发明公开了一种阶次优化的远程操控行为轮廓规划方法，轮廓规划方法包括以下内容：步骤1.初始化考虑操作人员操作行为的机械臂末端动力学方程的状态以及期望的阻抗结构，计算在操作人员行为作用下生成的机械臂末端运动轨迹；步骤2.进行轮廓的扩张生成，基于所述步骤1中生成的机械臂末端运动轨迹最近生成轮廓的三个点来确定对应的典型的圆形轮廓，根据该几何关系，利用贪心算法，计算获得距离当前位置最近的轮廓点位置xsubgt;cr/subgt;作为期望的跟踪位置，定义轮廓跟踪误差。其解决了现有方法动态响应及稳态性能难以满足人机交互要求的问题。

技术领域

本发明属于人机交互技术领域，具体涉及一种阶次优化的远程操控行为轮廓规划方法。

背景技术

人机交互是机器人执行复杂任务时的主要辅助手段，在保障作业安全按的前提下，通过操作人员对任务的理解并施加相应的行为，可以提升任务实施过程的效率。

在人类涉足危险作业环境之前，人机交互仅仅作为辅助手段以提升操作过程的可靠与效率为主要目的，随着机器人技术发展，以及工业化环境中复杂任务增多，作为机器人危险场景中顺利实施高效高精度任务的必要手段，人机交互已经从人机共在同一环境中，转变为可以在时空分离条件下开展机器人智能化作业的必要手段，例如在空间机器人在轨服务中，机器人遥操作的人机交互技术显得尤为重要。

人机交互方面技术的发展对于机器人提升任务作业能力有明显的促进作用，也是机器人智能化发展的重要力量。现有运用整数阶次或者分数阶次的控制方法只能兼顾动态或者稳态特征，即对于轨迹及轮廓跟踪的整体误差难以令人满意。

发明内容

本发明的目的是提供一种阶次优化的远程操控行为轮廓规划方法，以解决现有方法动态响应及稳态性能难以满足人机交互要求的问题。

本发明采用以下技术方案：一种阶次优化的远程操控行为轮廓规划方法，包括以下内容：

步骤1.初始化考虑操作人员操作行为的机械臂末端动力学方程的状态以及期望的阻抗结构，计算在操作人员行为作用下生成的机械臂末端运动轨迹，

步骤2.进行轮廓的扩张生成，基于所述步骤1中生成的机械臂末端运动轨迹最近生成轮廓的三个点：x_r(k-2)＝(x₁，y₁)，x_r(k-1)＝(x₂，y₂)，x_r(k)＝(x₃，y₃)来确定对应的典型的圆形轮廓，所述圆形轮廓的圆心和半径分别为：

其中，A＝(x₁-x₂)(y₁-y₃)-(x₁-x₃)(y₁-y₂)；

根据该几何关系，利用贪心算法，计算获得距离当前位置最近的轮廓点位置x_cr作为期望的跟踪位置，定义轮廓跟踪误差为：e＝x-x_cr；

根据所述圆形轮廓确定的轨迹微元，最终确定机械臂末端的轨迹。

本发明采用的第二种技术方案是，一种阶次优化的远程操控行为轮廓控制方法，其基于一种阶次优化的远程操控行为轮廓规划方法，包括以下内容：

步骤1.选定可行的阶次集合与误差集合；

步骤2.初始化近似求解过程的参数，包括Markov决策过程的误差集合及可行的阶次集合设定，以及迭代目标值∈_Q，即收敛过程的收敛值的差，一旦收敛值的差小于迭代目标值，则求解过程完成，求解i＝1∶N，j＝1∶M条件下的