[发明专利]一种抓捕末阶段机械臂与操作平台协调控制方法

摘要

一种抓捕末阶段机械臂与操作平台协调控制方法。进入抓捕末阶段前，由机械臂末端手眼相机测量得到目标可抓捕部位的最后一帧有效数据，确立在当前操作平台姿态构型A下，在机械臂基坐标系下的机械臂末端的抓捕期望位姿；进入抓捕末阶段后，根据当前操作平台上陀螺测量到的操作平台姿态信息，计算获得新的操作平台姿态构型B相对构型A的变化量，结合最后一帧的测量数据，求解在新的操作平台姿态构型B下机械臂末端的期望姿态；最终逆运动学计算得到机械臂各关节的修正控制量，驱动机械臂完成对期望目标的抓捕。本发明提出了一种抓捕末阶段机械臂与操作平台协调控制方法，保证机械臂在运动过程中平台的指向姿态与位置保持不变。

主权项

一种抓捕末阶段机械臂与操作平台协调控制方法，其特征在于步骤如下：1)进入抓捕末阶段前，由机械臂末端手眼相机测量得到目标可抓捕部位的最后一帧有效数据，确立在当前操作平台姿态构型A下，机械臂末端的抓捕期望位姿在机械臂基坐标系下分别表示为ATe，APe，即ATe表示期望姿态，APe表示期望位置；2)进入抓捕末阶段后，根据当前操作平台上陀螺测量到的操作平台姿态信息，计算获得新的操作平台姿态构型B相对构型A的变化量：滚动角为俯仰角为Δφ、偏航角为Δγ，结合最后一帧的测量数据，即机械臂末端在其基坐标系下的期望姿态ATe和APe，则在新的操作平台姿态构型B下机械臂末端的期望姿态将变为：其中是由‑Δφ和‑Δγ经过3‑1‑2转序得到的方向余弦阵，表示由构型A到构型B的变换；BPe为操作平台在构型B下，机械臂末端期望位置在机械臂基坐标系下的位置平移矢量，根据机械臂基坐标系与操作平台惯性系之间的坐标转换关系，得到如下关系式：PQe=RAQPAe+PQA,]]>PQe=RBQPBe+PQB,]]>其中为构型A到操作平台惯性系Q的方向余弦阵，为构型B到操作平台惯性系Q的方向余弦阵，QPe为机械臂末端在操作平台的期望位置，QPA和QPB为安装偏差；结合上述两式，求得3)根据BTe和BPe，由逆运动学计算得到机械臂各关节的修正控制量，驱动机械臂完成对期望目标的抓捕。