六自由度平台控制方法技术

六自由度平台控制方法，本发明专利技术涉及人机交互与平台控制，软件控制。本发明专利技术的目的是为了解决现有六个自由度平台控制复杂，操作不方便的问题的问题。过程为：一、根据双控制器的六自由度平台实际尺寸构建惯性坐标系；二、获取模型相对惯性坐标系的姿态信息；三、解算出每个支腿的长度值；四、判断各个支腿的长度值是否超出安全范围，当长度值超出安全范围，运动平台保持当前的姿态，不进行修改；否则就把解算出的各个支腿的长度值减去支腿长度初始值，得到六个支腿的伸长量数据；五、构建数据整理的脚本，把六个脉冲数据进行整合；六、构建UDP协议传输脚本，实现六自由度平台的控制任务。本发明专利技术用于人机交互与平台控制领域。

【技术实现步骤摘要】
六自由度平台控制方法
：本专利技术涉及人机交互与平台控制，软件控制。
技术介绍
：现有技术针对六自由度平台的运动模拟算法与结构进行了研究，设计运动控制的算法或是六自由度平台的结构。物体在空间具有六个自由度，即沿x、y、z三个直角坐标轴方向的移动自由度和绕这三个坐标轴的转动自由度。因此，要完全确定物体的位置，就必须清楚这六个自由度。针对现在主流的游戏开发平台Unity进行运动控制的设计时，没有简易直接的平台控制方案，不能直观的实时的对平台进行操控，导致六个自由度平台控制复杂，操作不方便的问题。
技术实现思路
：本专利技术的目的是为了解决现有六个自由度平台控制复杂，操作不方便的问题，而提出六自由度平台控制方法。六自由度平台控制方法具体过程为：步骤一、根据双控制器的六自由度平台实际尺寸构建惯性坐标系，坐标系分为上下两个平面，上下平面各有六个支腿节点，两平面之间的距离为高度差；所述双控制器的六自由度平台包括底座平台和运动平台；步骤二、在游戏引擎里设置模型；利用脚本实时地获取模型相对惯性本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.六自由度平台控制方法，其特征在于：所述方法具体过程为：/n步骤一、根据双控制器的六自由度平台实际尺寸构建惯性坐标系，坐标系分为上下两个平面，上下平面各有六个支腿节点，两平面之间的距离为高度差；/n所述双控制器的六自由度平台包括底座平台和运动平台；/n步骤二、在游戏引擎里设置模型；利用脚本实时地获取模型相对惯性坐标系的姿态信息；/n步骤三、构建反解运算的脚本，利用模型相对惯性坐标系的姿态信息，进行几何运算，解算出每个支腿的长度值；/n步骤四、判断各个支腿的长度值是否超出安全范围，当长度值超出安全范围，运动平台保持当前的姿态，不进行修改；/n否则就把解算出的各个支腿的长度值减去支腿长度初始值，...

【技术特征摘要】
1.六自由度平台控制方法，其特征在于：所述方法具体过程为：
步骤一、根据双控制器的六自由度平台实际尺寸构建惯性坐标系，坐标系分为上下两个平面，上下平面各有六个支腿节点，两平面之间的距离为高度差；
所述双控制器的六自由度平台包括底座平台和运动平台；
步骤二、在游戏引擎里设置模型；利用脚本实时地获取模型相对惯性坐标系的姿态信息；
步骤三、构建反解运算的脚本，利用模型相对惯性坐标系的姿态信息，进行几何运算，解算出每个支腿的长度值；
步骤四、判断各个支腿的长度值是否超出安全范围，当长度值超出安全范围，运动平台保持当前的姿态，不进行修改；
否则就把解算出的各个支腿的长度值减去支腿长度初始值，得到六个支腿的伸长量数据；
所述支腿长度初始值是支腿的原长度，实际测量的；
步骤五、根据电动缸的类型，把支腿的伸长量数据转为对应电动缸的脉冲数据，再把数据取整转化为16进制字符串，存入设定好的字符串数组中；
构建数据整理的脚本，把六个脉冲数据进行整合；
步骤六、构建UDP协议传输脚本，设置电脑为服务端，设置两个控制器为客户端，利用UDP协议传输数据到两个控制器的IP地址中，实现六自由度平台的控制任务。


2.根据权利要求1所述六自由度平台控制方法，其特征在于：所述步骤二中模型相对惯性坐标系的姿态信息为模型相对惯性坐标系的高度、模型相对惯性坐标系的六个轴向的旋转角度；
所述六个轴向为模型沿惯性坐标系x、y、z三个直角坐标轴方向的移动自由度和绕惯性坐标系x、y、z三个直角坐标轴的转动自由度。


3.根据权利要求1或2所述六自由度平台控制方法，其特征在于：所述步骤三中构建反解运算的脚本，利用模型相对惯性坐标系的姿态信息，进行几何运算，解算出每个支腿的长度值；具体过程为：
内环为底座平台，底座平台的A1-A6为底座平台六个支腿节点的位置坐标，外环为运动平台，运动平台的B1-B6为运动平台六个支腿节点的位置坐标；
原点分别为底座平台和运动平台的质心，底座平台和运动平台两者具有高度差，初始位置时运动平台与惯性坐标系平行；
底座平台的A1、A2、A3、A4、A5、A6支腿节点的位置坐标表示为：



式中，ra为底座平台半径，βa1i为底座平台第i个支腿节点与x轴的夹角，βa2i为底座平台第i个支腿节点与x轴的夹角，A1,3,5为底座平台的A1、A3、A5支腿节点的坐标，A2,4,6为底座平台的A2、A4、A6支腿节点的坐标；T为转置；
运动平台的B1、B2、B3、B4、B5、B6支腿节点的位置坐标表示为：



式中，rb为运动平台半径，βb1i为运动平台第i个支腿节点与x轴的夹角，βb2i为运动平台第i个支腿节点与x轴的夹角，B1,3,5为运动平台的B1、B3、B5支腿节点的坐标，B2,4,6为运动平台的B2、B4、B6支腿节点的坐标；T为转置；
运动平台按照右手坐标系中zyx的顺序进行旋转变换：最初，运动平台平...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕德生，明宝林，王晨，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23