[发明专利]一种基于离散工作空间的服务机器人操作评估策略

权利要求书

1.一种基于离散工作空间的服务机器人操作评估策略，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：该步骤属于离线采集过程，对笛卡尔空间进行均匀离散，形成位置点阵，以XYZ轴的顺序遍历位置点阵，同时利用逆运动学求解算法求解出给定姿态的对应逆解位形，并计算对应可操作性指标，获取离散工作空间点阵数据文件作为机器人经验数据，为评估策略的运行做准备。

步骤2：该步骤属于在线评估过程，对应该策略的第一阶段，即，准备阶段，初始化任务相关配置，给出指定的机械臂的末端姿态。

步骤3：该步骤属于在线评估过程，对应该策略的第二阶段，即，内外层法阶段，是由评估策略的评估组中的基础评估组组成，基于步骤1离散工作空间点阵，通过在目标操作位置附近生成内层点阵，对每点是否含有对应给定姿态进行判断，利用姿态的可达性评估可行性，剔除不可行姿态。基于步骤1离散工作空间点阵，通过生成相对于内层点阵的外层点阵，对所含对应给定姿态的点的数量计算姿态，作为基础分数评估优先级。

步骤4：该步骤属于在线评估过程，对应该策略的第三阶段，即，关键因素阶段，经过步骤3的姿态筛选与评分后，该步骤是评估策略中的关键因素评估组，通过目标物品的中轴与给定姿态进行向量点积，若超过阈值则判定该姿态不可取，而评估姿态可行性，剔除不可行姿态，通过利用步骤1的工作空间数据，计算步骤3中的内层点阵的可操作性指标，与步骤3中的基础评分做乘积得到新的分数，作为对优先级的评估。

步骤5：该步骤属于在线评估过程，对应该策略的第四阶段，即，最终决策阶段，对通过上述步骤的剩余的姿态，按照分数高低对仍保留的姿态进行排序，选择分数最高的姿态作为操作姿态。

2.根据权利要求1所述的基于离散工作空间的服务机器人操作评估策略，其特征在于，以评估组为单位，且具有可扩展性，所述评估组指包含机械臂末端姿态可行性评估与机械臂末端姿态优先级评估的成对评估内容；所述可扩展性指能够以评估组形式扩展策略结构。

3.根据权利要求1所述的基于离散工作空间的服务机器人操作评估策略，其特征在于，步骤1中的可操作性指标计算表达式如下：

其中，与表示姿态j逆运动学解的速度椭球指标A_v与可操作度指标w的在该位置点关于逆解次数的平均值。

4.根据权利要求1所述的基于离散工作空间的服务机器人操作评估策略，其特征在于，步骤1中的工作空间数据以毫米值为在线评估阶段数据检索的键值。

5.根据权利要求1所述的基于离散工作空间的服务机器人操作评估策略，其特征在于，步骤3中的内层点阵，对应体素组包含的区域是单连通区域，形状与尺寸可以根据实际场景变动，且内层点阵所有成员点必须是该单连通区域中所含有的所有由步骤1获取的离散位置点。

6.根据权利要求1所述的基于离散工作空间的服务机器人操作评估策略，其特征在于，所述的步骤3中的外层点阵，其形状结构可以根据实际场景变动，其内层点阵是其真子集，并将外层点阵中所包含对应姿态的位置点的数量作为基础优先级评分。

7.根据权利要求1所述的基于离散工作空间的服务机器人操作评估策略，其特征在于，步骤4中的可操作性指标，其计算式如下：

其中，与表示姿态j在内层点阵的指标与的在该位置点关于内层点阵元素数量的平均值。