基于自适应动态规划的运动技巧传授控制方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及机器人运动控制领域，提供一种基于自适应动态规划的运动技巧传授控制方法及系统，包括：设置虚拟教师的运动路径，通过运动路径构建虚拟教师的控制器，通过控制器控制虚拟教师按照运动路径进行运动；参与者的手部跟随虚拟教师进行运动，虚拟教师实时计算获取参与者手部的位置和速度以及虚拟教师的速度；通过参与者手部的位置和速度以及虚拟教师的速度计算获得意图耦合项，通过意图耦合项构建进步/退步数学模型，通过进步/退步数学模型判断参与者的学习状态。本发明专利技术通过参与者的速度实时调节虚拟教师运动时的速度和加速度，使得参与者与虚拟教师的运动轨迹和速度有较高重合度，优化参与者的学习效果。优化参与者的学习效果。优化参与者的学习效果。

【技术实现步骤摘要】
基于自适应动态规划的运动技巧传授控制方法及系统


[0001]本专利技术涉及机器人运动控制领域，尤其涉及一种基于自适应动态规划的运动技巧传授控制方法及系统。

技术介绍

[0002]人际协调是个体同他人之间进行合作的天然桥梁，他源自于一组动态且复杂的具体化过程，涉及到适应性的非语言行为，感情，动作和情绪等。对于具有社交障碍的人群来说，在模仿互动同步方面，他们表现为模仿和同步非言语行为的能力受损，协调能力差，所作出的动作表现出笨拙和不习惯等特点。
[0003]现在有通过运动机器人引导社交障碍人群进行社交训练的方法，现有的对于运动机器人的控制方法有PID控制，迭代学习控制，事件触发控制等，这些控制方法在确保机器人运动轨迹稳定性，准确性和低能耗等方面表现卓越，但是由于运动特点对于不同的个体有着较明显的差异，用一套运动模式去与不同个体去运动，运动效果往往达不到预期效果，这些控制方法也因此缺乏灵活性。

技术实现思路

[0004]为解决上述技术问题，本专利技术提供一种基于自适应动态规划的运动技巧传授控制方法，包括：<br/>[0005]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于自适应动态规划的运动技巧传授控制方法，其特征在于，包括：S1：设置虚拟教师的运动路径，通过运动路径构建虚拟教师的控制器，通过控制器控制虚拟教师按照运动路径进行运动；S2：参与者的手部跟随虚拟教师进行运动，虚拟教师实时计算获取参与者手部的位置和速度以及虚拟教师的速度；S3：通过参与者手部的位置和速度以及虚拟教师的速度计算获得意图耦合项，通过意图耦合项构建进步/退步数学模型，通过进步/退步数学模型判断参与者的学习状态。2.根据权利要求1所述的基于自适应动态规划的运动技巧传授控制方法，其特征在于，所述虚拟教师的运动路径的表达式为：其中，A1,A2表示两个正交方向的运动振幅，w1,w2分别表示两个正交方向的固定运动频率，为两个正交方向的初始相位，t为虚拟教师的数据采样时间。3.根据权利要求1所述的基于自适应动态规划的运动技巧传授控制方法，其特征在于，所述虚拟教师的控制器的表达式为：所述虚拟教师的控制器的表达式为：其中，Q和R均为控制器所选适当维数的对称正定矩阵，R
‑1为控制器所选对称正定矩阵的逆矩阵；g(x)
T
为控制器的控制函数的转置；
▽
J
*
表示最优价值函数对于误差向量的梯度；e，e
T
分别表示虚拟教师与参与者之间的运动误差向量及其转置向量，u,u
T
分别表示控制器的控制输入向量及其转置向量，J为代价函数。4.根据权利要求1所述的基于自适应动态规划的运动技巧传授控制方法，其特征在于，参与者手部的位置和速度的计算公式为：参与者手部的位置和速度的计算公式为：其中，分别表示的是参与者的速度和加速度；t是虚拟教师的数据采样时间；k表示采样时刻，且k的值小于t；x
hp
(k
‑
1)与x
hp

【专利技术属性】
技术研发人员：翟超，李思远，
申请(专利权)人：中国地质大学武汉，
类型：发明
国别省市：