【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及移动复合机器人控制，特别涉及一种移动复合机器人的全身控制方法。
技术介绍
1、移动复合机器人由移动底盘和机械臂组成。在传统移动复合机器人控制中，往往为分离式顺序控制。即，机器人的移动底盘的移动运动控制和机械臂的动作运动控制之间是解耦的，分离的；在控制行为上，也属于顺序控制，例如，机器人移动底盘先移动到目的位置，底盘停止；接着，机械臂开始执行操作动作。因为这种控制方式的局限性，移动底盘和机械臂要实现同步协调动作比较困难。
2、这种控制策略造成机器人移动、操作动作柔性差，动作很难同步进行，整体操作效率较低，在有些高速节拍要求的作业场景中就无法适应。
3、因此，需要一种能实现机器人移动、机械臂动作更柔性、能达到同步协调控制效果的控制方法，才能满足高性机器人的要求。
技术实现思路
1、为了解决上述技术问题，本专利技术中披露了一种移动复合机器人的全身控制方法，本专利技术的技术方案是这样实施的：
2、一种移动复合机器人的全身控制方法，包括步骤如下：
3、s1，在世界坐标系中建立移动复合机器人的一体化系统模型；
4、s2，机器人控制器接受到外部数据指令后将所述外部数据指令解析为全身控制器的输入控制量并传输至全身控制器和一体化系统模型；
5、s3，所述移动机器人将移动复合机器人的状态参数传输至所述一体化系统模型；所述移动复合机器人将移动复合机器人的感知数据传输至所述全身控制器；
6、s4，所述一体化系
7、s5，全身控制器依据输入控制量、系统理论调节矢量参数和机器人的感知数据，生成总控制量；
8、s6，全身控制器执行逆解析计算，分别获得移动复合机器人的移动本体的控制量和机械臂的操作控制量；
9、s7，全身控制器将移动复合机器人的移动本体的控制量和机械臂的操作控制量分别传输至移动本体对应的轮毂驱动器和机械臂对应的伺服关节驱动器；
10、本专利技术中，感知数据指机器人携带的各传感器的数据，这些数据经过机器人的系统处理和融合计算之后，形成机器人对外部环境的感知能力。
11、优选地，所述s5中，全身控制器基于所述输入控制量、系统理论调节矢量参数和感知数据建立多任务优先级零空间投影方法，将低优先级的任务放置在高优先级任务的零空间下进行计算，再将所有任务的控制量相加得到总控制量。
12、优选地，所述s5中，还包括动态权重优化策略；
13、全身控制器基于移动复合机器人的操作历史指标参数数据为基础进行操作结果的评价，并基于评价结果判定是否对操作结果对应的指标参数数据进行优化，并将动态优化权重参数加入总控制量的生成中。
14、优选地，所述s1步骤中，所述一体化系统模型耦合移动复合机器人的移动本体数学模型和机械臂数学模型；
15、其中，移动复合机器人的移动本体数学模型为：
16、
17、其中，a、b为与机器人本体机械结构相关的参数矩阵；
18、为机器人左右驱动轮旋转速度矢量；
19、为移动本体的姿态角速度；
20、为机械臂底座在移动本体上位置参数的微分；
21、机械臂的数学模型为：
22、-f0
23、其中，re为机械臂末端的位姿矢量；
24、f(θ)表示可用机械臂的已知结构参数表达的函数，用于描述机械臂末端的位姿行为；
25、移动复合机器人的一体化系统模型为：
26、
27、其中，为移动复合机器人机械臂末端速度矢量矩阵；
28、表示同时耦合有移动本体移动位姿和机械臂末端位姿角度的雅可比矩阵；
29、k为移动机器人参数矩阵；
30、θ为机械臂位姿角度；
31、表示机械臂动作位姿速度矢量。
32、优选地，所述全身控制器的数学表达式为：
33、
34、其中，τ为利用权重加权的规划力矩；
35、ω1，ω2，……，ωk为不同历史指标参数数据对应的任务的动态优化权重系数；
36、j1，j2，……，jk为不同历史指标参数数据对应的任务的jacobian矩阵；
37、f1，f2，……，fk为不同历史指标参数数据对应的任务笛卡尔阻抗空间矩阵。
38、优选地，所述移动复合机器人的状态参数包括当前行走速度、角度、加速度、机械臂运动参数。
39、优选地，所述移动复合机器人的历史指标参数数据包括操作节拍、操作的时间长度、操作误差、机械臂末端操作的稳定性。
40、优选地，评价结果的等级包括优、良、一般；
41、等级为优的操作结果对应的指标参数不再优化，等级为良的操作结果对应的指标参数进行二级优化，等级为一般的操作结果对应的指标参数进行一级优化。
42、本专利技术中，一级优化和二级优化仅用来表示优化的程度。一般来说，评价结果的等级越低，意味着对应的操作结果越差，因此，需要更高程度的优化。本专利技术中，一级优化的程度高于二级优化的程度。
43、本专利技术从移动复合机器人的机械臂的角度看整体系统，将其本质视为一个具有冗余自由度的系统，该系统在运行过程中，既执行多任务同时也具有多约束条件。本专利技术采用一体化全身控制，利用该系统的冗余特性建立多任务框架模型，再根据机器人运行轨迹指令和操作指令等数据指令，对各任务建立优先级零空间投影方法，将低优先级的任务放置在高优先级任务的零空间下进行计算，再将所有任务的控制量相加即可得到具有不同优先级的控制量，使得控制量能够在不违反高优先级任务的同时完成低优先级任务。为进一步优化跟踪精度和平衡各任务控制效果，建立了动态权重的优化机制，从而达到协同控制效果，使机器人在移动的同时同步控制机械臂的动作，并且机器人机械臂末端执行器最终操作时既具有正确的角度姿态也具有所要求的操作精度。
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1.一种移动复合机器人的全身控制方法，其特征在于，包括步骤如下：
2.根据权利要求1所述的移动复合机器人的全身控制方法，其特征在于，所述S5中，全身控制器基于所述输入控制量、系统理论调节矢量参数和感知数据建立多任务优先级零空间投影方法，将低优先级的任务放置在高优先级任务的零空间下进行计算，再将所有任务的控制量相加得到总控制量。
3.根据权利要求2所述的移动复合机器人的全身控制方法，其特征在于，所述S1步骤中，所述一体化系统模型耦合移动复合机器人的移动本体数学模型和机械臂数学模型；
4.根据权利要求3所述的移动复合机器人的全身控制方法，其特征在于，所述全身控制器的数学表达式为：
5.根据权利要求4所述的移动复合机器人的全身控制方法，其特征在于，所述移动复合机器人的状态参数包括当前行走速度、角度、加速度、机械臂运动参数。
6.根据权利要求5所述的移动复合机器人的全身控制方法，其特征在于，所述移动复合机器人的历史指标参数数据包括操作节拍、操作的时间长度、操作误差、机械臂末端操作的稳定性。
7.根据权利要求6所述的移
...【技术特征摘要】
1.一种移动复合机器人的全身控制方法，其特征在于，包括步骤如下：
2.根据权利要求1所述的移动复合机器人的全身控制方法，其特征在于，所述s5中，全身控制器基于所述输入控制量、系统理论调节矢量参数和感知数据建立多任务优先级零空间投影方法，将低优先级的任务放置在高优先级任务的零空间下进行计算，再将所有任务的控制量相加得到总控制量。
3.根据权利要求2所述的移动复合机器人的全身控制方法，其特征在于，所述s1步骤中，所述一体化系统模型耦合移动复合机器人的移动本体数学模型和机械臂数学模型；
4.根据权利...
【专利技术属性】
技术研发人员：张建政，韦鲲，董易，邹金沛，
申请(专利权)人：上海飒智智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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