[发明专利]一种基于集合优化的空间操作规划方法

摘要

本发明公开了一种基于集合优化的空间操作规划方法，首先，建立与操作空间中末端执行器位姿向量对应的关节角向量集合；其次，建立关节角向量集合的偏序关系；最后，利用改进的粒子群优化算法在无限个包含无限组关节角向量的集合中选择与每个时刻对应的最优关节角向量，保证末端执行器按照指定路径运动，且运动过程中对漂浮基座的姿态扰动最小。本发明适用于末端执行器在操作空间沿指定路径运动时，基于集合优化得到的关节空间的最优关节运动。

主权项

1.一种基于集合优化的空间操作规划方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1、建立与操作空间中末端执行器位姿向量对应的关节角向量集合；/nS2、建立关节角向量集合的偏序关系，所述关节角向量集合的偏序关系为：/n /n其中，q^*(t)为t时刻与末端执行器位姿对应的最优关节角向量，t_f为终止时间；/nS3、利用粒子群优化算法在无限个包含无限组关节角向量的集合中选择与每个时刻对应的最优关节角向量，根据所述偏序关系，利用粒子群优化算法对基于集合优化的操作规划进行寻优求解，具体为：/n /n其中，V_i^m和分别表示第i个粒子在第m次迭代后的速度和位置，和分别表示第i个粒子在第m次迭代中的控制参数，P_i^m表示第i个粒子在第m次迭代后的最优位置，g^m表示全体在第m次迭代后的全局最优位置，所述粒子群优化算法的步骤如下：/nS31、初始化参数值，设定群体维数为7，群体个数为50，群体最大迭代次数为200，速度上限为3，控制参数ω范围为[0.4,0.94]，控制参数c₁和c₂的范围为[0.75,2.5]；/nS32、更新控制参数，根据如下方程式对三个控制参数进行更新：/n /n /n /n其中，m_max最大迭代次数，c₁和c₂表示学习因子，i表示第i个粒子；/nS33、根据所述偏序关系更新每个粒子的速度和位置；/nS34、计算适应度值；/nS35、检查适应度值是否满足终止条件，若满足，则循环结束，否则转S32。/n