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公开(公告)号：CN119283045B
公开(公告)日：2025-03-28
申请号：CN202411824839.7
申请日：2024-12-12
Applicant: 湖南大学
IPC: B25J9/16
Abstract: 本发明公开了一种基于批量碰撞检测的机械臂运动路径迭代优化方法，首先对机械臂初始关节空间运动路径进行等距离采样，在任意两个采样节点之间形成一条局部候选捷径，然后对于每条局部候选捷径进行等距离插值，使用间隙神经网络模型进行批量碰撞检测，从而辨识出#imgabs0#条无碰撞局部捷径；针对#imgabs1#条无碰撞局部捷径，找到一条最短的全局优化路径；迭代上述步骤，每次迭代过程中将更新初始采样数量，当优化路径的长度或优化时间满足预设条件时，迭代过程结束，最终获取一条更优的机械臂全局路径。采用迭代优化方式自适应的优化机械臂关节空间路径长度，避免优化效果受路径长度变化的影响，实现了机械臂运动路径的高效快速优化。
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公开(公告)号：CN119188784B
公开(公告)日：2025-03-07
申请号：CN202411698119.0
申请日：2024-11-26
Applicant: 湖南大学
Abstract: 本发明公开了一种基于动态运动基元的双臂机器人自适应技能学习方法，获取示教数据，建立动态运动基元模型，通过动态运动基元模型，双臂分别从示教数据中学习轨迹的形状特征，生成对应的轨迹形状函数，得到初始的轨迹控制权重；获取新的任务目标点，将学习到的初始的轨迹控制权重、轨迹形状函数，结合新的任务目标点，生成与示教轨迹相似的初始轨迹；对初始轨迹进行优化得到优化后的轨迹形状，得到优化后的轨迹控制权重；将优化后的轨迹控制权重带入动态运动基元模型，并利用基于轨迹变化率的自适应时间缩放因子进行自适应调整，生成双臂的优化轨迹。确保机器人高效、精确地完成任务。
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公开(公告)号：CN119188783A
公开(公告)日：2024-12-27
申请号：CN202411687643.8
申请日：2024-11-25
Applicant: 湖南大学
Abstract: 一种多末端执行器自主切换的复合移动机器人作业方法与系统，作业方法包括：1、全场景地图建模；2、将涂胶枪换装到机械臂末端，机器人对待装配结构件待涂胶位置进行路径规划并涂胶；3、获取机器人抓取待装配结构件的抓取位姿；4、将机械臂末端切换为二指夹爪，依据抓取位姿将待装配结构件从库内取出；5、获取待装配结构件待装配位置的位姿，确定待装配结构件在待装配蒙皮上的装配位姿，将待装配结构件粘接在待装配蒙皮上；6、获取待装配结构件和待装配蒙皮粘合后螺孔的位姿；将螺丝枪换装到机械臂末端，将待装配结构件固定在待装配蒙皮上。本发明可根据待装配结构件类型，自主确定其在蒙皮上的装配位置，通过单机器人实现了大型部件装配。
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公开(公告)号：CN118544362B
公开(公告)日：2024-12-06
申请号：CN202411008799.9
申请日：2024-07-26
Applicant: 湖南大学
IPC: B25J9/16
Abstract: 本发明公开了一种人引导下视觉‑力融合机械臂阻抗迭代学习控制方法，通过分析机器人‑环境交互动力学方程，以及求解视觉伺服加速度模型，结合上述方程建立图像特征空间中的人‑机械臂‑环境交互动力学模型；收集人引导机器人完成装配任务的图像特征位置及速度曲线，并利用运动动态原语编码及泛化；设计基于图像特征跟踪误差作为控制输入的阻抗迭代学习控制器，学习人引导机器人接触作业时的阻抗特性，识别机器人与环境相互作用下未知接触动态，在特征空间抵消已识别的接触干扰，实现柔性装配作业；解决了现有装配作业中，人‑机械臂‑环境耦合非线性动力学、密集接触装配任务未知接触动态以及装配场景泛化困难，需针对不同场景重新学习等问题。
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公开(公告)号：CN119017395A
公开(公告)日：2024-11-26
申请号：CN202411514549.2
申请日：2024-10-29
Applicant: 湖南大学
IPC: B25J9/16
Abstract: 本发明公开了一种面向动态医药场景下的机械臂路径规划与重规划方法，包括基于非均匀采样自适应步长RRT*算法进行初始路径规划，基于RRT*结合虚拟势场对动态障碍物进行实时避障：得到初始的安全无碰撞路径后，结合路径决策控制器来选择机械臂运动路径，根据动态障碍物点云信息实时判断初始路径节点是否存在危险节点，若存在危险节点，则重规划局部路径，当不存在危险节点时，则执行初始路径并判断机械臂运动规划是否完成，直至机械臂完成从起点到终点的运动。解决了传统路径规划算法效率低，规划时间长，实时性低以及动态环境下规划能力差的问题，可实现在医药场景下机械臂在静态障碍物以及动态障碍物约束下生成一条安全高效的运动路径。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN118789562A
公开(公告)日：2024-10-18
申请号：CN202411282251.3
申请日：2024-09-13
Applicant: 湖南大学
Abstract: 本发明公开了基于加权势函数和DMP的双臂机器人避障方法及系统，获取双臂机器人的示教轨迹，建立机械臂的DMP模型，将示教轨迹输入DMP模型进行学习并参数化DMP模型，构建加权组合等势函数并基于此设置动态势函数，将动态势函数的负梯度作为第一耦合项加入DMP模型，得到可避障DMP模型，以右机械臂的位置和速度为参考构建第二耦合项，将第二耦合项添加到左机械臂的可避障DMP模型，得到左机械臂的可自主避障DMP模型，右机械臂的可避障DMP模型和左机械臂的可自主避障DMP模型共同组成双臂机器人的自主避障系统，该方法及系统得到的运动轨迹能够避免每个机械臂与周围障碍物碰撞以及两个机械臂相互之间碰撞。
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公开(公告)号：CN118544364A
公开(公告)日：2024-08-27
申请号：CN202411009417.4
申请日：2024-07-26
Applicant: 湖南大学
IPC: B25J9/16
Abstract: 本发明公开了动态场景下基于间隙推理神经网络的机械臂碰撞估计方法，首先将机械臂的任务空间离散化为若干个子空间单元，采集不同关节角配置下机械臂与子空间单元的最短距离数据集；搭建间隙推理神经网络模型，用采集到的数据集和预设的损失函数进行训练，学习机械臂关节角配置与间隙距离的映射关系；获取障碍物环境信息建立环境信息矩阵，使用训练好的间隙推理神经网络模型对多组关节角进行间隙距离预测得到间隙距值矩阵，基于安全距离阈值对间隙距值矩阵进行预处理得到子空间碰撞推理矩阵，根据子空间碰撞推理矩阵和环境信息矩阵完成碰撞检测估计。可批量处理碰撞检测，加速关节空间采样点碰撞检测过程，从而实现动态环境下机械臂实时路径规划。
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公开(公告)号：CN118544363A
公开(公告)日：2024-08-27
申请号：CN202411009284.0
申请日：2024-07-26
Applicant: 湖南大学
IPC: B25J9/16
Abstract: 本发明公开了一种基于自适应阻抗的多移动机器人协同搬运控制方法，每个移动机器人通过两个有限时间全分布式观测器分别估计参考点的实际位姿和理想位姿及其前二阶微分，然后根据估计的参考点的位姿、机械臂末端执行器的位姿以及协同搬运的闭链约束得到移动机器人末端的理想轨迹和移动机器人末端与参考点之间位姿偏差的估计值；每一个移动机器人的自适应阻抗系统与一个虚拟的能量罐互联，能量罐用于指导阻抗参数的更新，从而保证整个协作自适应阻抗系统的无源性；处理移动机器人未知的系统动力学，利用神经网络设计渐近跟踪自适应神经网络控制器，从而渐近实现理想的自适应阻抗关系。在安全协作的前提下提高了多机器人协同搬运系统的操作精度。
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公开(公告)号：CN117873155A
公开(公告)日：2024-04-12
申请号：CN202311637710.0
申请日：2023-12-01
Applicant: 湖南大学
IPC: G05D1/495 , G05D1/46 , G05D101/10 , G05D109/20
Abstract: 本发明公开了一种不确定接触环境下空中交互的自适应阻抗控制方法及系统，包括：构建不确定接触环境下空中交互系统模型；引入障碍函数，设计基于障碍函数的空中作业机器人位置鲁棒控制器；根据位置控制器输入力和给定的期望偏航角，计算姿态环期望的翻滚角和俯仰角；根据非奇异终端滑模变量，设计空中作业机器人自适应姿态控制器；引入自适应机制在线估计不确定环境的位置和刚度参数，获得x方向的命令位置期望值；利用设计的控制器对x方向的命令位置期望值进行跟踪控制，实现空中作业机器人与不确定环境稳定力交互。该方法无须精确的交互环境的位置和刚度参数，能在模型不确定性和额外扰动下保障稳定的空中力交互能力。
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公开(公告)号：CN116149193B
公开(公告)日：2023-06-23
申请号：CN202310443703.0
申请日：2023-04-24
Applicant: 湖南大学
Abstract: 本发明公开了一种基于视觉的旋翼无人机抗扰动控制方法及系统，相机实时采集周围环境图像，惯性里程计实时采集旋翼无人机的角速度，机载处理器接收周围环境图像并处理得到第一控制误差向量，设计扰动观测器，扰动观测器根据第一控制误差向量和角速度估计旋翼无人机的外部扰动力和外部扰动力矩；根据第一控制误差向量和预设的虚拟控制力设置视觉外环控制器，将外部扰动力输入视觉外环控制器，得到期望推力；根据预设的虚拟控制力设置姿态内环控制器，将外部扰动力矩输入姿态内环控制器，得到期望控制力矩；飞行控制器根据期望推力和期望控制力矩控制旋翼无人机飞行。该方法对场景具有很强的鲁棒性，在复杂环境下也能实现旋翼无人机自主飞行。
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