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一种轮式移动舞台机器人在线优化镇定控制方法

成果类型:: 发明专利

发布时间: 2024-10-23 08:39:49

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:成果发布人| 徐景新 | 2024-10-23 08:39:49

为了克服已有轮式移动舞台机器人镇定控制方法的设置参数多、在线计算复杂和实现困难的不足,本发明提供一种理解直观、设计简单、易于在线计算的轮式移动舞台机器人在线优化镇定控制方法。

一种轮式移动舞台机器人在线优化镇定控制方法,针对轮式移动舞台机器人在非完整约束条件下实现镇定控制需要,首先通过定义轮式移动舞台机器人的离散时间三阶动力学模型和随机选择的初始时刻有限时间窗口控制序列,计算时间窗口内的镇定控制误差序列和误差序列关于控制输入序列的梯度,再利用牛顿法建立每个采样时刻控制序列的更新机制,并结合滚动优化控制原理,计算在每个采样时刻的控制输入量,实现轮式移动舞台机器人的镇定控制。本发明设计方法的优点是理解简单、设置参数少、通用性强以及在线计算简便,满足了轮式移动舞台机器人快速镇定控制的实时性要求。

舞台表演领域

在现代舞台表演中,尤其是一些具有科技感和创意的演出,轮式移动舞台机器人可以作为移动表演平台。通过在线优化镇定控制,机器人能够在舞台上灵活、稳定地移动,配合演员的表演。例如,在一场科幻主题的舞台剧中,机器人可以根据剧情的发展,载着演员在舞台上穿梭,同时保持平衡和稳定,营造出充满未来感的表演场景。

对于大型舞台演出的道具搬运和场景转换,轮式移动舞台机器人可以发挥重要作用。它们可以在表演过程中实时调整路径和速度,准确地将道具运送到指定位置,并且在放置道具时确保位置精准,提高舞台场景转换的效率和流畅性。

主题公园和活动庆典方面

在主题公园的巡游表演中,轮式移动舞台机器人可以作为移动的花车或表演载体。通过优化控制方法,它们能够在人群中安全、稳定地移动,展示各种表演内容。例如,在迪士尼乐园的花车巡游中,机器人可以作为新型花车,根据现场观众的反应和道路状况,动态调整表演动作和移动路线。

在大型活动庆典(如国庆阅兵、运动会开幕式等)的舞台表演环节,这些机器人可以作为创意表演元素,通过复杂的队形变化和稳定的移动,增强表演的视觉冲击力。

虚拟现实(VR)和增强现实(AR)体验领域

在 VR/AR 舞台表演或沉浸式体验活动中,轮式移动舞台机器人可以作为交互平台。它们可以根据虚拟场景的变化和用户的动作,在物理空间中移动,提供更加真实的沉浸式体验。例如,在一个 VR 戏剧体验中,观众站在移动舞台机器人上,机器人根据剧情的发展,在物理空间中移动,同时配合 VR 场景的变化,让观众仿佛置身于戏剧情节之中。

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本发明的有益效果主要表现在:1、设计简单、容易理解、在线实施简单、通用性强;2、在优化控制器设计过程中无需求解优化目标函数及其Hessian矩阵,高了轮式移动舞台机器人在线优化镇定控制的计算快速性和稳定性,满足移动舞台机器人的快速控制实时性要求。

技术转让,许可,合作所需资金需双方协商,此项技术想尽快落地,希望具备此项技术研发的技术方,能够尽快承接此项目。