[发明专利]一种四吊点柔索表演悬挂平台的姿态控制方法

权利要求书

1.一种四吊点柔索表演悬挂平台的姿态控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，在舞台表演空间，确定悬挂平台E的四个悬挂点，其中，四个悬挂点位于同一水平面，距离地面的高度均是h；四个悬挂点按逆时针排列，依次表示为：悬挂点A、悬挂点B、悬挂点C和悬挂点D；悬挂点A、悬挂点B、悬挂点C和悬挂点D首尾相连，形成矩形；悬挂点A到悬挂点B之间的连线AB，与悬挂点C到悬挂点D之间的连线CD长度相等，均为矩形长度a；悬挂点B到悬挂点C之间的连线BC，与悬挂点D到悬挂点A之间的连线DA长度相等，均为矩形宽度b；

步骤2，悬挂点A、悬挂点B、悬挂点C和悬挂点D，在地面的投影点分别为投影点A’、投影点B’、投影点C’和投影点D’；以投影点A’为原点O，以投影点A’到投影点B’的方向为x方向，以投影点A’到投影点D’的方向为y方向，以投影点A’到悬挂点A的方向为z方向，建立三维空间坐标系x-y-z；

步骤3，悬挂点A、悬挂点B、悬挂点C和悬挂点D分别安装配置有编码器A的卷绳机A、配置有编码器B的卷绳机B、配置有编码器C的卷绳机C和配置有编码器D的卷绳机D；

悬挂平台E通过第1绳索与卷绳机A相连，并可通过编码器A实时记录第1绳索的长度L1；悬挂平台E通过第2绳索与卷绳机B相连，并可通过编码器B实时记录第2绳索的长度L2；悬挂平台E通过第3绳索与卷绳机C相连，并可通过编码器C实时记录第3绳索的长度L3；悬挂平台E通过第4绳索与卷绳机D相连，并可通过编码器D实时记录第4绳索的长度L4；

步骤4，手动拖动悬挂平台E沿需求轨迹移动，在悬挂平台E移动过程中，编码器A、编码器B、编码器C和编码器D按采样步长实时记录各绳索长度值，因此，对于每个编码器，均采样到绳索长度值序列数据包，其中，每个绳索长度值均对应采样时间；

步骤5，对各个编码器采样到的绳索长度值序列数据包进行综合分析，得到需求轨迹上，不同位置点对应的四吊点绳索长度值，即：同一采样时间对应的四吊点绳索长度值，即为对应某个位置点的四吊点绳索长度值；

对于得到的每组对应某个位置点的四吊点绳索长度值，根据下式，解算到该组四吊点绳索长度值对应的悬挂平台E在三维空间坐标系x-y-z中的三维位置坐标(x,y,z)：

因此，通过对所有位置点对应的四吊点绳索长度值进行计算，可换算得到悬挂平台E的多个三维位置坐标，得到空间位置数据包；

步骤6，对空间位置数据包中的各个三维位置坐标标记于三维空间坐标系上面，并对各个三维位置点进行数据拟合，确定以下拟合方程的拟合系数，从而得到最终的需求轨迹拟合曲线：

x＝a1*t⁶+a2*t⁵-a3*t⁴+a4*t³-a5*t²+a6*t+AA

y＝-b1*t⁶-b2*t⁵+b3*t⁴-b4*t³+b5*t²+b6*t+BB

z＝-c1*t⁶+c2*t⁵-c3*t⁴+c4*t³-c5*t²-c6*t+CC

其中：a1、a2、a3、a4、a5、a6、AA、b1、b2、b3、b4、b5、b6、BB、c1、c2、c3、c4、c5、c6、CC为拟合方程的拟合系数；

步骤7，根据步骤6确定的需求轨迹拟合曲线，生成对卷绳机A、卷绳机B、卷绳机C和卷绳机D的控制指令，进而控制各个卷绳机自动动作，控制悬挂平台E按需求轨迹拟合曲线进行运动，实现对悬挂平台E的空间姿态控制。

2.根据权利要求1所述的一种四吊点柔索表演悬挂平台的姿态控制方法，其特征在于，步骤6中，采用正交多项式最小二乘法，对各个三维位置点进行数据拟合。