【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及多机悬吊，特别涉及一种多机悬吊系统的避障轨迹规划方法。
技术介绍
1、多机悬吊系统中吊机、绳索、被吊运物和障碍物两两之间都有可能发生碰撞，系统又物理连接成一个整体，同时绳索具有矢量特性，使得其避障规划问题和传统单质点避障规划完全不同。多机悬吊系统具有逆运动学多解性和力-位空间重合性，需要求解得到最优或可行运动轨迹；
2、多机悬吊系统由于其欠约束性、绳索单向拉力特性、多输入多输出特性和多绳索矢量多刚体特征，使得该类系统的动力学求解和运动规划问题极其复杂。
技术实现思路
1、为了至少解决或部分解决上述问题，提供一种多机悬吊系统的避障轨迹规划方法。
2、为了达到上述目的，本专利技术提供了如下的技术方案：
3、本专利技术一种多机悬吊系统的避障轨迹规划方法，包括以下步骤：
4、由轨迹规划器产生一条无碰撞可行的轨迹，再对其进行修正并采用立方螺线进行光滑，同时根据机器人的运动学约束和动力学约束，对规划的轨迹进行跟踪，同时对被吊运物的位移和姿态进行反馈监测，对悬吊系统的绳索和吊机末端进行规划；
5、所述轨迹规划器通过优化算法产生一条无碰撞可行的轨迹；
6、所述修正采用强化学习算法进行修正。
7、作为本专利技术的一种优选技术方案，所述轨迹规划器通过深度学习算法进行训练，所述深度学习算法包括关系增强分支和知识图谱分支，所述知识图谱分支包括动力学耦合特性分支、绳索矢量约束分支、轨迹一致性分支和复杂环境下的避
8、作为本专利技术的一种优选技术方案，所述动力学耦合特性分支根据吊运空间内无障碍的情况，被吊运物任务轨迹求解每个吊机的运动轨迹、绳长和拉力的变化规律。
9、作为本专利技术的一种优选技术方案，所述绳索矢量约束分支根据被吊运物在吊运空间无碰撞区域的运动轨迹，利用系统的运动学和动力学方程得到绳索和吊机的期望轨迹。
10、作为本专利技术的一种优选技术方案，所述轨迹一致性分支根据吊运任务的要求，针对系统吊运空间内有障碍的情况，求解多机悬吊系统的空间无碰撞可行区域。
11、作为本专利技术的一种优选技术方案，所述复杂环境下的避障规划分支根据实际的任务需求，考虑复杂环境下的障碍物约束，通过膨胀模型可以将动态障碍转化成静态障碍处理。
12、作为本专利技术的一种优选技术方案，所述关系增强分支包括用于表示不同动作之间依赖关系的关系增强矩阵，所述动作包括对轨迹的调整，所述关系增强矩阵使用轨迹调整与避障共同出现的条件概率初始化，采用后馈传播的方式进行学习调整，对知识图谱分支输出的动作选择进行加权求和，得到调整后的动作选择。
13、作为本专利技术的一种优选技术方案，所述修正采用q强化学习算法进行修正，采用避障程度作为评价标准和指标记为q值，进行训练和修正。
14、与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：
15、本专利技术以被吊运物避障为规划对象、吊机末端避障为规划中间环节、绳索避障为规划目标，提出多机器人协调悬吊系统中被吊运物、吊机末端、绳索三层结构的避障规划方案，通过智能算法实现多机悬吊系统的空间避障轨迹规划，求解得到最优或可行运动轨迹。
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1.一种多机悬吊系统的避障轨迹规划方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种多机悬吊系统的避障轨迹规划方法，其特征在于，所述轨迹规划器通过深度学习算法进行训练，所述深度学习算法包括关系增强分支和知识图谱分支，所述知识图谱分支包括动力学耦合特性分支、绳索矢量约束分支、轨迹一致性分支和复杂环境下的避障规划分支。
3.根据权利要求2所述的一种多机悬吊系统的避障轨迹规划方法，其特征在于，所述动力学耦合特性分支根据吊运空间内无障碍的情况，被吊运物任务轨迹求解每个吊机的运动轨迹、绳长和拉力的变化规律。
4.根据权利要求2所述的一种多机悬吊系统的避障轨迹规划方法，其特征在于，所述绳索矢量约束分支根据被吊运物在吊运空间无碰撞区域的运动轨迹，利用系统的运动学和动力学方程得到绳索和吊机的期望轨迹。
5.根据权利要求2所述的一种多机悬吊系统的避障轨迹规划方法，其特征在于，所述轨迹一致性分支根据吊运任务的要求，针对系统吊运空间内有障碍的情况，求解多机悬吊系统的空间无碰撞可行区域。
6.根据权利要求2所述的一种多机悬吊系统的避
7.根据权利要求2所述的一种多机悬吊系统的避障轨迹规划方法，其特征在于，所述关系增强分支包括用于表示不同动作之间依赖关系的关系增强矩阵，所述动作包括对轨迹的调整，所述关系增强矩阵使用轨迹调整与避障共同出现的条件概率初始化，采用后馈传播的方式进行学习调整，对知识图谱分支输出的动作选择进行加权求和，得到调整后的动作选择。
8.根据权利要求1所述的一种多机悬吊系统的避障轨迹规划方法，其特征在于，所述修正采用q强化学习算法进行修正，采用避障程度作为评价标准和指标记为q值，进行训练和修正。
...【技术特征摘要】
1.一种多机悬吊系统的避障轨迹规划方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种多机悬吊系统的避障轨迹规划方法，其特征在于，所述轨迹规划器通过深度学习算法进行训练，所述深度学习算法包括关系增强分支和知识图谱分支，所述知识图谱分支包括动力学耦合特性分支、绳索矢量约束分支、轨迹一致性分支和复杂环境下的避障规划分支。
3.根据权利要求2所述的一种多机悬吊系统的避障轨迹规划方法，其特征在于，所述动力学耦合特性分支根据吊运空间内无障碍的情况，被吊运物任务轨迹求解每个吊机的运动轨迹、绳长和拉力的变化规律。
4.根据权利要求2所述的一种多机悬吊系统的避障轨迹规划方法，其特征在于，所述绳索矢量约束分支根据被吊运物在吊运空间无碰撞区域的运动轨迹，利用系统的运动学和动力学方程得到绳索和吊机的期望轨迹。
5.根据权利要求2所述的一种多机悬吊系统的避障轨迹规划方法，其特征在于，...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵祥堂，赵志刚，苏程，孟佳东，祁常君，
申请(专利权)人：兰州交通大学，
类型：发明
国别省市：
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