1.一種基于虛擬現(xiàn)實(shí)帶電作業(yè)機(jī)械臂防碰撞保護(hù)方法,其特征在于,根據(jù)真實(shí)作業(yè)場(chǎng)景建立虛擬作業(yè)場(chǎng)景,虛擬場(chǎng)景中機(jī)械臂模型的尺寸略大于機(jī)械臂實(shí)際尺寸,在虛擬場(chǎng)景中進(jìn)行虛擬碰撞檢測(cè),以判斷機(jī)械臂是否會(huì)發(fā)生碰撞;所述虛擬碰撞檢測(cè)采用基于包圍盒的虛擬碰撞檢測(cè)方法,具體為:
步驟1,預(yù)處理階段,對(duì)參與碰撞檢測(cè)的機(jī)械臂模型進(jìn)行特征采樣,將構(gòu)成機(jī)械臂模型的基本集合元素的包圍盒的中心點(diǎn)作為特征采樣點(diǎn),根據(jù)兩個(gè)待檢測(cè)包圍盒的特征對(duì)建立二維離散搜索空間;
步驟2,碰撞檢測(cè)階段,包括以下步驟:
步驟2-1,采用粒子群算法進(jìn)行搜索,得到距離小于一定碰撞檢測(cè)閾值的特征對(duì);
步驟2-2,判斷以上距離小于一定碰撞檢測(cè)閾值的特征對(duì)所對(duì)應(yīng)的包圍盒是否相交,若包圍盒不相交,則進(jìn)入步驟2-4;若包圍盒相交,則繼續(xù)步驟2-3;
步驟2-3,判斷機(jī)械臂的基本幾何元素是否相交,若基本幾何元素不相交,進(jìn)入步驟2-4;若基本幾何元素相交,則做出碰撞響應(yīng)。
2.如權(quán)利要求1所述基于虛擬現(xiàn)實(shí)帶電作業(yè)機(jī)械臂防碰撞保護(hù)方法,其特征在于,步驟2-1具體為:
步驟2-1-1,將兩個(gè)機(jī)械臂基本幾何元素的包圍盒特征作為粒子,初始化粒子群,包括群體規(guī)模、每個(gè)粒子的位置和速度;
步驟2-1-2,計(jì)算每個(gè)粒子的適應(yīng)度值;
步驟2-1-3,對(duì)每個(gè)粒子,比較其適應(yīng)度值和個(gè)體極值pbest,如果適應(yīng)度值小于粒子當(dāng)前的個(gè)體極值pbest,則更新個(gè)體極值pbest;否則不更新;
步驟2-1-4,對(duì)每個(gè)粒子,比較其適應(yīng)度值和全局極值gbest,如果適應(yīng)度值小于粒子當(dāng)前的全局極值gbest則更新全局極值gbest;否則不更新;
步驟2-1-5,根據(jù)以下公式更新粒子的速度和位置;
其中,k為迭代代次數(shù);c1,c2為學(xué)習(xí)因子;r1,r2為均勻分布在[0,1]之間的兩個(gè)隨機(jī)數(shù);ω為慣性權(quán)重;為粒子i的當(dāng)前位置;為粒子i的當(dāng)前飛行速度;Pi是粒子i經(jīng)歷的最優(yōu)位置,稱(chēng)為個(gè)體最優(yōu)位置;Pg是到目前時(shí)間段為止,群體中所有粒子經(jīng)歷的最優(yōu)位置,稱(chēng)為全局最優(yōu)位置;
步驟2-1-6,判斷是否滿足粒子群算法結(jié)束條件,若滿足,輸出距離小于一定碰撞檢測(cè)閾值的特征對(duì),若不滿足,則返回步驟2-1-2。