一种基于视觉反馈和强化学习的柔性臂控制与规划方法

    公开(公告)号:CN112506044A

    公开(公告)日:2021-03-16

    申请号:CN202010944332.0

    申请日:2020-09-10

    Abstract: 一种基于视觉反馈和强化学习的柔性臂控制与规划方法,包括:采集目标定位训练样本;对目标定位深度神经网络进行训练;设计针对所述柔性臂的基于Q‑learning的强化学习算法;通过训练好的所述目标定位深度神经网络进行目标检测,检测的输出作为强化学习的输入量,进行强化学习;根据强化学习结果,驱动所述柔性臂完成指定操控任务。本发明的有益效果是:适应范围广,由于强化学习不依赖模型的控制特性,可以适用于解决多种复杂结构的柔性机器人的控制问题,可以在柔性机器人操控领域广泛应用,为目前缺乏有效控制手段的柔性机器人领域提供重要的技术支持。

    SMA驱动空间机器臂避障与目标抓取的智能规划方法

    公开(公告)号:CN113942011B

    公开(公告)日:2023-01-31

    申请号:CN202111211689.9

    申请日:2021-10-18

    Abstract: 本发明提供一种SMA驱动空间机器臂避障与目标抓取的智能规划方法,包括:构建步骤:基于关节弹簧本构参数构造目标优化函数;约束步骤:分别建立关节弹簧形变的约束条件、柔性机器臂末端位置距离目标位置的距离约束条件,以及空间障碍物的避障约束条件;目标优化函数步骤:基于非线性规划的遗传算法和上述约束条件计算目标优化函数;智能寻优步骤:找寻目标优化函数的最优解;二分法步骤:基于二分法对解域为空的状态进行判断并更新起始位置,最终获取柔性机器臂各平台期望位姿和各关节弹簧的期望长度。本发明能够有效解决现有技术中空间柔性机器臂难以准确合理并且实时地进行避障与目标抓取、太空碎片清理的技术问题。

    基于深度神经网络的柔性臂智能感知与控制方法和系统

    公开(公告)号:CN109807887B

    公开(公告)日:2020-09-15

    申请号:CN201910048953.8

    申请日:2019-01-18

    Abstract: 本发明提供一种基于深度神经网络的柔性臂智能感知与控制方法和系统,通过采集训练样本对深度神经网络进行训练,得到训练网络;使用训练网络对采集的目标图片进行柔性臂姿态学习,根据得到的柔性臂控制结果对柔性臂进行操控。本发明针对复杂的环境信息,设计了目标定位深度神经网络。针对柔性臂复杂的运动学模型,设计了运动学模型解算神经网络。分别采集数据对网络进行训练学习,得到有效的计算模型用于柔性臂的操控任务,能够提高空间机动平台对非合作目标跟踪识别的精度以及控制能力,实现监控区域的实时感知能力,在空间在轨服务、无人监控系统领域中均可有广泛的应用。

    面向轨道清理的空间仿生柔性操控臂驱动系统和方法

    公开(公告)号:CN109850189A

    公开(公告)日:2019-06-07

    申请号:CN201910048978.8

    申请日:2019-01-18

    Abstract: 本发明提供了一种面向轨道清理的空间仿生柔性操控臂驱动系统和方法,通过PC上位机与MCU下位机进行通信控制,模拟空间在轨服务的柔性臂通信;采用MOS管进行电路开关控制,通过电平转换和SMA驱动电路,以设定时间内对柔性臂进行电流驱动;通过设计仿生柔性操控臂驱动电路,实现SMA收缩与拉伸,完成柔性操控臂的运动控制与柔性操作,为柔性臂结构机构及其柔性操控在空间在轨服务与维护中的应用提供了可靠的理论基础和技术支持。使用直流稳压电源供电,使SMA驱动电路稳定。以解决传统空间关节机械臂和桁架蛇形臂难以满足受限区域、外界冲击下的非合作目标精细柔性操控需求。

    SMA驱动空间机器臂避障与目标抓取的智能规划方法

    公开(公告)号:CN113942011A

    公开(公告)日:2022-01-18

    申请号:CN202111211689.9

    申请日:2021-10-18

    Abstract: 本发明提供一种SMA驱动空间机器臂避障与目标抓取的智能规划方法,包括:构建步骤:基于关节弹簧本构参数构造目标优化函数;约束步骤:分别建立关节弹簧形变的约束条件、柔性机器臂末端位置距离目标位置的距离约束条件,以及空间障碍物的避障约束条件;目标优化函数步骤:基于非线性规划的遗传算法和上述约束条件计算目标优化函数;智能寻优步骤:找寻目标优化函数的最优解;二分法步骤:基于二分法对解域为空的状态进行判断并更新起始位置,最终获取柔性机器臂各平台期望位姿和各关节弹簧的期望长度。本发明能够有效解决现有技术中空间柔性机器臂难以准确合理并且实时地进行避障与目标抓取、太空碎片清理的技术问题。

    基于深度神经网络的柔性臂智能感知与控制方法和系统

    公开(公告)号:CN109807887A

    公开(公告)日:2019-05-28

    申请号:CN201910048953.8

    申请日:2019-01-18

    Abstract: 本发明提供一种基于深度神经网络的柔性臂智能感知与控制方法和系统,通过采集训练样本对深度神经网络进行训练,得到训练网络;使用训练网络对采集的目标图片进行柔性臂姿态学习,根据得到的柔性臂控制结果对柔性臂进行操控。本发明针对复杂的环境信息,设计了目标定位深度神经网络。针对柔性臂复杂的运动学模型,设计了运动学模型解算神经网络。分别采集数据对网络进行训练学习,得到有效的计算模型用于柔性臂的操控任务,能够提高空间机动平台对非合作目标跟踪识别的精度以及控制能力,实现监控区域的实时感知能力,在空间在轨服务、无人监控系统领域中均可有广泛的应用。

    基于SMA弹簧驱动的柔性机器臂切换控制方法及系统

    公开(公告)号:CN113858187B

    公开(公告)日:2023-05-05

    申请号:CN202111227151.7

    申请日:2021-10-21

    Abstract: 本发明提供了一种基于SMA弹簧驱动的柔性机器臂切换控制方法及系统,涉及柔性机器臂控制技术领域,该方法包括:步骤S1:获取SMA弹簧向量表达式并计算数值;步骤S2:根据计算数值,对分系统、边界、切换集以及映射进行辨识;步骤S3:引入物理约束,判断所述分系统数目及当前所处分系统;步骤S4:实时监测各平台位姿向量,在发生系统切换时,输出当前分系统,为控制方法提供参考。本发明能够解决基于SMA弹簧驱动的柔性机器臂切换系统认知不足的问题,可避免由于系统切换而控制方案变更不及时,系统失控或失稳现象的发生。

    柔性机器臂的逆向运动学智能寻优方法、存储介质及设备

    公开(公告)号:CN115510567A

    公开(公告)日:2022-12-23

    申请号:CN202110632092.5

    申请日:2021-06-07

    Abstract: 本发明提供一种柔性机器臂的逆向运动学智能寻优方法、存储介质及设备,所述方法柔性机器臂的逆向运动学智能寻优方法包括:基于柔性机器臂的关节弹簧本构参数构造目标优化函数;分别建立球铰直杆对平台角度的约束条件、关节弹簧形变的约束条件、柔性机器臂末端位置距离目标位置的距离约束条件;基于非线性规划的遗传算法、所述球铰直杆对平台角度的约束条件、所述关节弹簧形变的约束条件、以及所述柔性机器臂末端位置距离目标位置的距离约束条件计算所述目标优化函数的最优解,获取所述柔性机器臂各平台期望位姿和各关节弹簧的期望长度。本发明有效解决了现有技术中对柔性机器臂难以准确合理并且实时地进行逆向运动学求解的技术问题。

    基于SMA弹簧驱动的柔性机器臂切换控制方法及系统

    公开(公告)号:CN113858187A

    公开(公告)日:2021-12-31

    申请号:CN202111227151.7

    申请日:2021-10-21

    Abstract: 本发明提供了一种基于SMA弹簧驱动的柔性机器臂切换控制方法及系统,涉及柔性机器臂控制技术领域,该方法包括:步骤S1:获取SMA弹簧向量表达式并计算数值;步骤S2:根据计算数值,对分系统、边界、切换集以及映射进行辨识;步骤S3:引入物理约束,判断所述分系统数目及当前所处分系统;步骤S4:实时监测各平台位姿向量,在发生系统切换时,输出当前分系统,为控制方法提供参考。本发明能够解决基于SMA弹簧驱动的柔性机器臂切换系统认知不足的问题,可避免由于系统切换而控制方案变更不及时,系统失控或失稳现象的发生。

    面向轨道清理的空间仿生柔性操控臂驱动系统和方法

    公开(公告)号:CN109850189B

    公开(公告)日:2021-04-02

    申请号:CN201910048978.8

    申请日:2019-01-18

    Abstract: 本发明提供了一种面向轨道清理的空间仿生柔性操控臂驱动系统和方法,通过PC上位机与MCU下位机进行通信控制,模拟空间在轨服务的柔性臂通信;采用MOS管进行电路开关控制,通过电平转换和SMA驱动电路,以设定时间内对柔性臂进行电流驱动;通过设计仿生柔性操控臂驱动电路,实现SMA收缩与拉伸,完成柔性操控臂的运动控制与柔性操作,为柔性臂结构机构及其柔性操控在空间在轨服务与维护中的应用提供了可靠的理论基础和技术支持。使用直流稳压电源供电,使SMA驱动电路稳定。以解决传统空间关节机械臂和桁架蛇形臂难以满足受限区域、外界冲击下的非合作目标精细柔性操控需求。

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