[发明专利]一种基于绳索变形分析的滑板表演装置姿态调整控制补偿算法

说明书

本发明公开了一种基于绳索变形分析的滑板表演装置姿态调整控制补偿算法，包括确定滑板在竖直方向上的姿态调整策略；确定滑板在水平方向上的姿态调整策略；基于确定的滑板在竖直方向上的姿态调整策略和水平方向上的姿态调整策略，对滑板的姿态进行分解并控制钢丝绳索和升降绳索的收放长度比例，进而实现滑板的造型动态变化。优点是：通过预测绳索长度方法，将绳索的误差反馈补偿至预测中，从预测开始，修正绳索的实际长度，从而使其控制姿态更加精准，这将解决了由于悬垂引起的控制精度不高的局面，提升了目标的控制精度，并改善了观感体验，为舞台盛宴的视觉效果提供了新的科技支持。

技术领域

本发明涉及表演装置姿态控制技术领域，尤其涉及一种基于绳索变形分析的滑板表演装置姿态调整控制补偿算法。

背景技术

仿人形大滑板表演装置是一个边水平运行边垂直升降的表演道具，该滑板被悬挂在表演场所的轨道威亚上，其水平与竖直方向上各有两台电机且相同方向电机型号一致，来驱动绳索使其滑板进行动作变化。轨道威亚使用两根钢丝绳索从表演场地的北侧横跨到对面的南侧，在中央处的钢丝绳所由于受自身重力影响出现了肉眼可见的变形。由于两根主索系统安装位置、材质以及长度的等等都一致，因此我们简化计算，在后续的讨论中，只用其中之一做探究。

当悬挂滑板的仿人形滑板表演装置进行动作造型时，大部分是通过多次试验收放绳索长度在场地两端边沿以及中间的经验数值，从而获得由于变形造成的绳索变化值，以此来满足滑板表演装置在一定的时间内以一定的速度与高度来满足动作姿态滑板姿态调整时钢丝绳的长度值所需。但是该方法不但在时间上花费较多，且对人力资源也消耗较大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于绳索变形分析的滑板表演装置姿态调整控制补偿算法，从而解决现有技术中存在的前述问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种基于绳索变形分析的滑板表演装置姿态调整控制补偿算法，滑板表演装置包括钢丝绳索、升降绳索、滑板和拉力传感器；表演场地上方的露天顶层上设置有两组支撑架，每组支撑架上搭设有一条钢丝绳索，每条钢丝绳索上连接有一条升降绳索，两条升降绳索的下端分别经一升降电机与滑板的头部和尾部相连；每组支撑架包括平行且间隔设置的两个支撑柱，所述钢丝绳索的两端分别绕过两个支撑柱的顶端与收放电机相连，所述钢丝绳索的端部设置有拉力传感器；算法包括如下步骤，

S1、基于获取的钢丝绳索最大垂度变形参数以及滑板由于悬垂变形而在运动过程中调整竖直方向姿态所需要的补偿参数，确定滑板在表演空间中发生位置变化时，升降绳索在竖直方向上经补偿后要达到的真实长度；进而确定滑板在竖直方向上的姿态调整策略，即滑板竖直运动时，升降绳索的收放计算方式；

S2、基于滑板的长度与带动滑板水平方向移动的钢丝绳索长度的位置差，确定滑板在水平运动时姿态调整的距离；进而确定滑板在水平方向上的姿态调整策略，即滑板水平运动时，钢丝绳索的收放计算方式；

S3、结合滑板在竖直方向上的姿态调整策略以及滑板在水平方向上的姿态调整策略，根据表演要求，对滑板的姿态进行分解并控制钢丝绳索和升降绳索的收放长度比例，进而实现滑板的造型动态变化。

优选的，步骤S1具体包括如下内容，

S11、获取钢丝绳索的最大垂度变形参数；

S12、基于钢丝绳索的最大垂度变形参数，获取滑板由于悬垂变形而在运动过程中调整竖直方向姿态所需要的补偿参数；

S13、基于补偿参数，获取滑板在表演空间内发生位置变化时，升降绳索在竖直方向上经补偿后要达到的真实长度。

优选的，步骤S11具体为，根据钢丝绳索的简化模型，获取钢丝绳索的最大垂度变形参数d；