[发明专利]一种在线避障的六自由度捕获轨迹试验方法

摘要

本发明公开了一种在线避障的六自由度捕获轨迹试验方法，在捕获轨迹试验中，分离体模型受气动力作用，从当前位姿点运动到目标位恣点，在该连续运动曲线上取n个离散的位姿点，用碰撞检测方法检测出将发生碰撞的位姿点，然后用专家避障方法重新规划运动曲线，成功完成试验。本发明的在线避障的六自由度捕获轨迹试验方法将碰撞检测与避障方法运用于捕获轨迹试验中，能够实时进行碰撞检测，并在碰撞检测后重新进行路径规划，避免了分离体模型及其测力天平支杆与主体模型相碰的“假碰撞”现象，提高了捕获轨迹试验的安全性，同时降低试验失败的次数，节约试验成本。

主权项

1.一种在线避障的六自由度捕获轨迹试验方法，其特征在于：所述的试验方法使用的试验设备包括上位计算机、下位计算机、电机驱动器、电机、CTS六自由度机构、位置传感器和测力天平；所述的电机驱动器包括X1轴电机驱动器、X2轴电机驱动器、Y轴电机驱动器、Z1轴电机驱动器、Z2轴电机驱动器、α轴电机驱动器、β轴电机驱动器和γ轴电机驱动器；所述的电机包括与电机驱动器对应的X1轴电机、X2轴电机、Y轴电机、Z1轴电机、Z2轴电机、α轴电机、β轴电机和γ轴电机；其连接关系是，所述的上位计算机、下位计算机和电机驱动器通过网线连接，电机驱动器和电机通过信号线和动力线连接，位置传感器和下位计算机通过信号线连接、测力天平和下位计算机通过信号线连接；分离体模型内部安装有测力天平，测力天平的支杆与CTS六自由度机构固定连接，六自由度机构内安装有位置传感器；所述的电机驱动器驱动电机控制六自由度机构通过测力天平的支杆带动分离体模型运动；所述的上位计算机安装有人机互动程序，人机互动程序用于读取和写入数据、执行试验、显示当前速度和位置、显示天平信号；所述的下位计算机安装有软件PLC，软件PLC用于控制分离体模型运动、碰撞检测、调用分离体模型避障方法；所述的位置传感器检测分离体模型的运行位置信号，并将其传送到下位计算机；所述的测力天平测量分离体模型的气动力，并将其传送至下位计算机；所述的具有在线避障功能的六自由度捕获轨迹试验方法包括以下步骤：1a.上位计算机读取测力天平的气动力系数、气动解算参数，并将其写入下位计算机；1b.上位计算机读取试验位姿点个数m、碰撞检测上限次数C、运动时间t1、目标位姿点停留时间t2，并将其写入下位计算机；位姿序列为W0、W1、……、Wi、……、Wm，初始位姿为W0，当前位姿为Wi，目标位姿为Wi+1；碰撞检测序列为1、2、……、j、……、C；1c.分离体模型运动到初始位姿W0；1d.上位计算机设置初始位姿W0为测力天平测量的第一个当前位姿Wi，并将当前位姿Wi的位姿写入下位计算机，下位计算机控制测力天平在时间t2内完成当前位姿Wi的气动力测量；1e.根据当前位姿Wi的测力结果，下位计算机气动解算出目标位姿Wi+1；1f.下位计算机通过分离体模型的碰撞检测方法判断目标位姿Wi+1是否发生碰撞，若发生碰撞，则试验结束；若未发生碰撞，则下位计算机规划当前位姿Wi和目标位姿Wi+1之间的连续运动曲线；1g.下位计算机从连续运动曲线上取n个离散的位姿点；1h.在下位计算机中，对这n个离散的位姿点通过分离体模型的碰撞检测方法进行碰撞检测；若发生碰撞且碰撞检测次数没有达到上限次数C，则调用下位计算机的专家避障方法重新规划当前位姿到目标位姿的运动轨迹，得新的连续运动曲线，并用计数器记录碰撞检测次数；设碰撞检测次数为j，初始值为0，每碰撞检测一次，则j=j+1，转入步骤1g；若发生碰撞且碰撞检测次数达到上限次数C，则试验结束；若没有发生碰撞，则分离体模型开始运动，在时间t1内到达目标位姿Wi+1；1i.位姿序列递增，若i

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