西北工業(yè)大學;西北工業(yè)大學寧波研究院曹永輝獲國家專利權
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龍圖騰網(wǎng)獲悉西北工業(yè)大學;西北工業(yè)大學寧波研究院申請的專利一種仿蝠鲼機器人與蝠鲼運動模態(tài)相似度評價方法獲國家發(fā)明授權專利權,本發(fā)明授權專利權由國家知識產(chǎn)權局授予,授權公告號為:CN116442217B 。
龍圖騰網(wǎng)通過國家知識產(chǎn)權局官網(wǎng)在2025-08-22發(fā)布的發(fā)明授權授權公告中獲悉:該發(fā)明授權的專利申請?zhí)?專利號為:202310287801.X,技術領域涉及:B25J9/16;該發(fā)明授權一種仿蝠鲼機器人與蝠鲼運動模態(tài)相似度評價方法是由曹永輝;馬淑敏;張代利;郝藝偉;曹勇;黃橋高;朱豪科設計研發(fā)完成,并于2023-03-22向國家知識產(chǎn)權局提交的專利申請。
本一種仿蝠鲼機器人與蝠鲼運動模態(tài)相似度評價方法在說明書摘要公布了:本發(fā)明涉及一種仿蝠鲼機器人與蝠鲼運動模態(tài)相似度評價方法,選取仿蝠鲼機器人胸鰭鰭條末端點作為i個特征點,蝠鲼按同比例關系在蝠鲼胸鰭鰭條末端點選取特征點;通過運動捕獲設備將觀察蝠鲼和仿蝠鲼機器人的運動動作進行記錄;利用DTW算法對仿蝠鲼機器人與蝠鲼的運動姿態(tài)進行相似度評價,建立仿蝠鲼機器人與蝠鲼的運動性能相似度評價方法,將其分解為前游、俯仰、偏航三種基本模態(tài)對仿蝠鲼機器人進行運動性能相似度計算對仿蝠鲼機器人及蝠鲼相似度評價。本發(fā)明建立仿蝠鲼機器人與蝠鲼的相似度評價體系,為仿蝠鲼機器人仿生運動控制優(yōu)化指明了方向。
本發(fā)明授權一種仿蝠鲼機器人與蝠鲼運動模態(tài)相似度評價方法在權利要求書中公布了:1.一種仿蝠鲼機器人與蝠鲼運動模態(tài)相似度評價方法,其特征在于步驟如下: 步驟1:選取仿蝠鲼機器人胸鰭鰭條末端點作為i個特征點,蝠鲼按同比例關系在蝠鲼胸鰭鰭條末端點選取特征點; 步驟2、運動狀態(tài)捕捉及數(shù)據(jù)預處理:通過運動捕獲設備將觀察蝠鲼和仿蝠鲼機器人的運動動作進行記錄; 對捕獲中丟失的數(shù)據(jù)采用拉格朗日插值法進行處理: 若蝠鲼特征點t時刻的特征點坐標丟失,采用拉格朗日插值法進行處理后得到蝠鲼特征點序列為Mi={qi1,qi2,qi3,...,qin},其中i為選取的胸鰭特征點的個數(shù); 若仿蝠鲼機器人特征點t時刻的特征點坐標丟失,采用拉格朗日插值法進行處理后得到仿蝠鲼機器人特征點序列為Qi={wi1,wi2,wi3,...,wim},i為選取的胸鰭特征點的個數(shù); 步驟3:采用步驟2處理后的數(shù)據(jù),利用DTW算法對仿蝠鲼機器人與蝠鲼的運動姿態(tài)進行相似度評價為: 其中,A為特征點的個數(shù),m為各特征點序列中特征點坐標的個數(shù); 步驟4:建立仿蝠鲼機器人與蝠鲼的運動性能相似度評價方法: 其中:β1、β2、β3為前游、偏航、俯仰基本姿態(tài)所占的權重,ρ11為前游姿態(tài)下機動性所占的權重,ρ12為前游姿態(tài)下穩(wěn)定性所占的權重,ρ21為偏航姿態(tài)下機動性所占的權重,ρ22為偏航姿態(tài)下穩(wěn)定性所占的權重,ρ31為俯仰姿態(tài)下機動性所占的權重,ρ32為俯仰姿態(tài)下穩(wěn)定性所占的權重;speed、pitch、roll、yaw分別代表速度、俯仰角、橫滾角、航向角,speedm_max表示蝠鲼最大前游速度,speedq_max表示仿蝠鲼機器人最大前游速度;pitchm_t表示蝠鲼俯仰角變化隨時間變換的范圍,pitchq_t表示仿蝠鲼機器人俯仰角變化隨時間變換的范圍;rollm_t表示蝠鲼橫滾角變化隨時間變換的范圍值,rollq_t表示仿蝠鲼機器人橫滾角變化隨時間變換的范圍;yawm_max表示蝠鲼最大偏航速度,yawq_max表示仿蝠鲼機器人最大偏航速度;pitchm_max表示蝠鲼最大俯仰角,pitchq_max表示仿蝠鲼機器人最大俯仰角; 步驟5:運動狀態(tài)相似度評價,結合運動姿態(tài)相似度SmaMi,Qi評價方法、運動性能相似度SspMi,Qi評價方法,綜合建立仿蝠鲼機器人及蝠鲼相似度評價采用下式: 其中κ1、κ2為運動姿態(tài)、運動性能占總運動狀態(tài)相似度的權重。
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