[发明专利]智能臂空间运动控制方法及装置

权利要求书

1.一种智能臂空间运动控制方法，应用于具有n节臂架的智能臂，其中所述n大于等于2，其特征在于，所述智能臂空间运动控制方法包括：

接收各角度传感器感测及发送的所述智能臂处于当前位置时各节臂架与水平面之间的夹角；

根据所述智能臂处于当前位置时臂架末端在臂架空间坐标系中的坐标，确定所述臂架末端在臂架平面坐标系中的第一坐标及在臂架投影坐标系中的第二坐标；

在用于控制所述智能臂运动的遥控器的坐标系与所述臂架空间坐标系不对应时，根据所述遥控器的坐标系调整所述臂架投影坐标系及第二坐标，或者根据所述臂架投影坐标系调整遥控器的坐标系，以使所述的臂架末端在所述遥控器的坐标系中的运动角度与在所述臂架投影坐标系中的运动角度一致，并根据所述遥控器发送的运动指令及所述第二坐标，确定所述智能臂处于目标位置时臂架末端在所述臂架投影坐标系中的第三坐标，且根据所述第二坐标及所述第三坐标计算得到所述智能臂的转台旋转角度；或者，在所述遥控器的坐标系与所述臂架空间坐标系对应时，根据所述运动指令及所述第二坐标，确定所述智能臂处于目标位置时臂架末端在所述臂架投影坐标系中的第三坐标；并根据所述第二坐标及所述第三坐标计算得到所述智能臂的转台旋转角度；

根据所述第一坐标、所述各节臂架与水平面之间的夹角、所述智能臂各节臂架的长度计算所述智能臂从当前位置运动到目标位置时在臂架平面坐标系中的坐标改变量；并根据所述坐标改变量确定约束条件，再根据预设的优化算法，确定所述智能臂的相邻两节臂架之间的夹角在所述智能臂处于当前位置与目标位置时的角度差；

根据所述转台旋转角度及所述相邻两节臂架之间夹角的角度差，分别控制所述智能臂转台及臂架的运动。

2.根据权利要求1所述智能臂空间运动控制方法，其特征在于，确定所述遥控器的坐标系与所述臂架空间坐标系不对应的方法包括：

在收到所述遥控器发送的用于表征所述遥控器的坐标系与所述臂架空间坐标系不对应的相对位置定位信号后，确定所述遥控器的坐标系与所述臂架空间坐标系不对应。

3.根据权利要求2所述智能臂空间运动控制方法，其特征在于，所述“根据用于控制所述智能臂运动的遥控器的坐标系调整所述臂架投影坐标系及第二坐标”的步骤包括：

根据所述相对位置定位信号获取所述遥控器的坐标系与预设基准方向的夹角，再根据所述遥控器的坐标系与预设基准方向的夹角，调整所述臂架投影坐标系及第二坐标，或者调整遥控器的坐标系。

4.根据权利要求1-3中任一项所述智能臂空间运动控制方法，其特征在于，所述优化算法以使所述智能臂的相邻两节臂架之间的夹角在所述智能臂处于当前位置与目标位置时的角度差的平方和最小为优化目标，所述优化目标表示为：

min(Σi=1n(Ki·Δθi)2)]]>

其中，系数K_i根据所述智能臂第i节臂架动作能力及所述遥控器的手柄开度变化确定；在i>1时Δθ_i为第i-1节臂架与第i节臂架之间的夹角在所述智能臂处于当前位置与目标位置时的角度差；Δθ₁为第1节臂架与水平面之间夹角在当前位置与目标位置时的变化量。