[发明专利]基于双遗传算法的高逼真度六自由度运动平台系统

说明书

本发明提供了一种基于双遗传算法的高逼真度六自由度运动平台系统，包括六自由度运动平台及洗出算法优化系统；洗出算法优化系统包括：遗传算法优化模块，用于通过人体感知模型得出真实感受及洗出感受误差作为目标函数，通过遗传算法进行滤波器参数寻优，得到粗略优化的参数值；粒子群算法优化模块，用于将遗传算法寻优后得出的最优结果，作为粒子群算法初始条件最终寻出最优参数结果；洗出算法仿真模块，用于对优化后洗出算法进行仿真，通过与未优化的洗出算法进行对比，检测优化后洗出算法是否达到高逼真度和高平台利用率的优化目标。本发明能够使六自由度运动平台运动更加安全稳定，空间利用率更高，人体感知逼真度更高。

技术领域

本发明属于六自由度运动平台洗出算法智能优化技术领域，具体涉及一种基于双遗传算法的高逼真度六自由度运动平台系统。

背景技术

六自由度平台又叫做Stewart平台，它是由德国工程师Stewart提出，具有刚度好、承载能力大、定位精确、无积累误差等优点的并联运动机构。1980年后，六自由度平台的性能已经得到了很大程度的提升，运用范围更广，1970年MacCallion在自动化装配生产线生产了运用Stewart的机器人，自此Stewart机构在各个行业领域有了更多的应用场景，到20世纪90年代初，美国自动化与机器人研究所研制成一个多功能并联机械加工手，使并联机床有了突破性发展。1994年，美国芝加哥机床展览会上，GiddingsLewis和Ingersoll公司推出各自的并联数控机床，自Stewart提出的六自由度并联模型以来中，各国学者对Stewart机构为代表的并联机构理论研究十分关注，直到1978年澳大利亚科学家Hunt从机器人角度论述并联结构的运动特性，Stewart并联机构作为运动模拟平台更符合人体的运动感官结构。经过几十年的发展，运动模拟器不仅在体感方面可以使驾驶员拥有真实的运动体验，而且在视景、环境声效等仿真技术方面也有很大突破。加拿大CAE公司作为世界上最大的飞行模拟器生产厂商在动态训练方面具有世界领先地位。荷兰Delft大学在运动模拟器的研制上同样取得巨大成就。上世纪90年代，我国多自由度并联运动平台的研究刚处于探索阶段，其研制目的也主要用于军事模拟训练领域。对飞行模拟器的研究，我国先后在计算机成像视景系统、六自由度运动系统等方面取得了突破性成就。

洗出算法对运动数据的处理，使得六自由度常作为运动模拟器加以运用，洗出算法的运用，使六自由度运动平台可以在有限的运动角度和空间内模拟实际运动中的加速度，但是，想要洗出算法发挥出良好的效果，需要对洗出算法中的多项参数进行调试。经典洗出算法具有结构简单、运算速度快及参数调节方便等特点，因而得到了广泛应用，但其存在模拟逼真度不高以及滤波器参数固定的问题，严重影响了使用者体验。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于双遗传算法的高逼真度六自由度运动平台系统，通过双重智能优化方法对洗出算法的滤波器参数进行优化，使六自由度运动平台空间利用率更高，人体感知逼真度更高。

本发明提供了一种基于双遗传算法的高逼真度六自由度运动平台系统，包括六自由度运动平台，以及用于对所述六自由度运动平台的洗出算法进行优化的洗出算法优化系统；

所述洗出算法优化系统包括：

遗传算法优化模块，用于通过人体感知模型得出真实感受及洗出感受误差作为目标函数，通过遗传算法进行滤波器参数寻优，得到粗略优化的参数值；所述滤波器参数包括滤波器的截止频率和阻尼比；

粒子群算法优化模块，用于将遗传算法寻优后得出的最优结果，作为粒子群算法初始条件最终寻出最优参数结果；

洗出算法仿真模块，用于对优化后洗出算法进行仿真，通过与未优化的洗出算法进行对比，检测优化后洗出算法是否达到高逼真度和高平台利用率的优化目标。

进一步地，所述洗出算法的高通滤波器环节采用三阶滤波器，传递函数为：

式中：