CN119416419A 一种联吊作业的虚拟仿真方法及系统 （中远海运特种运输股份有限公司）

司本发明提出了一种联吊作业的虚拟仿真方度联吊模型可视化输出联吊作业过程中任意时2根据第一克令吊和第二克令吊的升降运动、回转运动和变幅运动对基于所述关节和连杆将六自由度的运动学求解转化为单自由度中机械臂单元的运动根据所述运动控制参数，生成描述所述关节和连杆关联关系的根据所述变量参数计算反应所述机械臂单元的末端执行器位姿信息根据关节角θi确认所述机械臂单元对应关节的旋转角度，根据连杆长度ai确认所述机一关节轴对应关节间的距离，根据扭转角αi确认所述机械臂单元相邻两关节轴之间的角根据所述变量参数构建所述机械臂单元在单自由度关节坐标沿基座至末端执行器对应的机械臂单元依次采用所述齐次变换矩阵进行关节坐标系采集货物及障碍物的位置信息，根据所述末端执行器的位姿信息和机3根据所述位姿信息和运动数据逐帧更新所述联吊模型的虚拟仿位置参数约束检查和/或基于包围盒的碰撞检查计算不符合所述安全距离阈值的仿真数采集目标任务数据生成所述联吊模型的参考路径，根据所述仿真数据生采用多项式拟合将参考路径和仿真路径根据运动帧数分解为子路径，计算所述仿真路径与参考路径在所述子路径坐标根据所述定量误差和决定系数评估仿真路径的拟合优度，基于仿真模块，用于获取克令吊的指令参数，根据所述指令参数和安全修正模块，用于根据目标任务数据对所述仿真数据进行修正所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被4业虚拟仿真存在研究缺失，进一步的对于联吊作业的仿真修正也无法提供有效的解决方[0008]获取克令吊的指令参数，根据所述指令参数和安全检测生成联吊作业的仿真数5[0018]基于所述关节和连杆将六自由度的运动学求解转化为单自由度中机械臂单元的运动学求解，所述单自由度中机械臂单元分别表示第一克令吊和第二克令吊的回转结构、[0022]根据关节角θi确认所述机械臂单元对应关节的旋转角度，根据连杆长度ai[0023]根据所述变量参数构建所述机械臂单元在单自由度关节坐标系下的齐次变换矩[0024]沿基座至末端执行器对应的机械臂单元依次采用所述齐次变换矩阵进行关节坐信息以及各自由度中机械臂单元运动过程的运运动数据设定所述联吊模型与货物和障碍物的安空间位置参数约束检查和/或基于包围盒的碰撞检查计算不符合所述安全距离阈值的仿真6[0045]基于所述关节和连杆将六自由度的运动学求解转化为单自由度中机械臂单元的运动学求解，所述单自由度中机械臂单元分别表示第一克令吊和第二克令吊的回转结构、[0049]根据关节角θi确认所述机械臂单元对应关节的旋转角度，根据连杆长度ai[0050]根据所述变量参数构建所述机械臂单元在单自由度关节坐标系下的齐次变换矩[0051]沿基座至末端执行器对应的机械臂单元依次采用所述齐次变换矩阵进行关节坐信息以及各自由度中机械臂单元运动过程的运运动数据设定所述联吊模型与货物和障碍物的安空间位置参数约束检查和/或基于包围盒的碰撞检查计算不符合所述安全距离阈值的仿真7[0066]本发明通过六自由度的联吊模型可视化输出联吊作业过程中任意时间点的虚拟[0070]图3为本发明联吊作业的虚拟仿真方法中克令吊机构正向求解三维仿真过程的示[0071]图4为本发明联吊作业的虚拟仿真方法中克令吊机构正向求解三维仿真修正过程8列出的步骤或单元，或可以还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单9在虚拟仿真的运动建模上主要表现为用于通过机身上的铰轴转动来实现联吊作业幅度的[0091]具体的，通过根节点和子节点可以将单个克令吊简化为其中根节点子节点表示基座单元到回转单元的机械臂运动状态，其中根节点和子节点可[0094]基于所述关节和连杆将六自由度的运动学求解转化为单自由度中机械臂单元的运动学求解，所述单自由度中机械臂单元分别表示第一克令吊和第二克令吊的回转结构、[0098]根据关节角θi确认所述机械臂单元对应关节的旋转角度，根据连杆长度ai[0099]根据所述变量参数构建所述机械臂单元在单自由度关节坐标系下的齐次变换矩[0100]沿基座至末端执行器对应的机械臂单元依次采用所述齐次变换矩阵进行关节坐信息以及各自由度中机械臂单元运动过程的运Denavit_Hartenberg算法进行计算获得，由于D_H算法是一种用于机械臂或机器人机构的关节之间的距离(连杆沿Z轴方向从前一位置移[0102]进一步的，对于上述每一个连杆可以采用变量参数定义为通过齐次矩阵在关节坐标系中的变换过程表达连杆对应的单自由度机械臂在联吊模型中i表示当前连杆的连杆偏移，i表示当前连杆运动过程对应的时间节点(可以用帧数表达)，Ti表示当前连杆的状态，为了进一步计算机械臂末端执行器的位姿(位置和方[0112](6)更新Transform：更新baseRotation的旋转：将theta1转换为度数并应用，设置为armLength，表示吊臂的伸展。arm.localRfloatcosTheta＝Mathf.Cos(theta)；floatsinTheta＝Mathf.Sin(theta)；float[0117](2)创建并设置4x4变换矩阵：Matrix4x4matrix＝newMatrix4x4()；matrix.SetColumn(0,newVector4(cosVector4(_sinTheta*cosAlpha,cosTheta*cosAlpnewVector4(sinTheta*sinAlpha,_cosTheta*sinAlpha,cosAlpha,0))；运动数据设定所述联吊模型与货物和障碍物的安空间位置参数约束检查和/或基于包围盒的碰撞检查计算不符合所述安全距离阈值的仿真根据上述空间位置参数约束检查能够识别控制参数对应的克令吊虚拟仿真过程中存在碰盒(OBB)为例，根据货物和障碍物的位置信息和克令[0128]103、根据目标任务数据对所述仿真数据进行修正，输出联吊作业的目标仿真结行比较，使用Mathf.Min函数获取两个列表中的较小长度，intpointCount＝Mathf.Min[0155]计算最大误差：初始化最大误差变量：设置maxError为0，用于记录最大误差；[0175]如图2所示，本发明第二方面公开了一种联吊作业的虚拟仿真系统，所述系统包[0187]基于所述关节和连杆将六自由度的运动学求解转化为单自由度中机械臂单元的运动学求解，所述单自由度中机械臂单元分别表示第一克令吊和第二克令吊的回转结构、[0191]根据关节角θi确认所述机械臂单元对应关节的旋转角度，根据连杆长度ai[0192]根据所述变量参数构建所述机械臂单元在单自由度关节坐标系下的齐次变换矩[0193]沿基座至末端执行器对应的机械臂单元依次采用所述齐次变换矩阵进行关节坐信息以及各自由度中机械臂单元运动过程的运运动数据设定所述联吊模型与货物和障碍物的安空间位置参数约束检查和/或基于包围盒的碰撞检查计算不符合所述安全距离阈值的仿真(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储