功能限制

在功能限制下，用于移动操纵器系统的基于控制屏障功能的视觉伺服

本文提出了一种针对移动操纵器系统（MMS）的新控制策略，该策略集成了基于图像的视觉伺服（IBVS），以解决操作限制和安全限制。基于控制屏障功能（CBF）的概念的拟议方法提供了一种解决方案，以应对各种操作挑战，包括可见性约束，操纵器关节限制，预定义的系统速度界限和系统动态不确定性。提出的控制策略是两层结构，其中第一级CBF-IBVS控制器计算控制命令，并考虑到视野（FOV）约束。通过利用空空间技术，这些命令被转移到MMS的联合配置，同时考虑系统操作限制。随后在第二级中，用于整个MMS使用的CBF速度控制器对关节级的命令进行跟踪，以确保遵守预定义的系统的速度限制以及整个组合系统动力学的安全性。拟议的控制策略提供了出色的瞬态和稳态响应，并提高了对干扰和建模不确定性的弹性。此外，由于其计算复杂性较低，因此可以在板载计算系统上轻松实现，从而促进实时操作。通过仿真结果说明了拟议策略的有效性，与常规IBVS方法相比，该结果揭示了增强的性能和系统安全性。结果表明，所提出的方法可有效解决移动操纵器系统的具有挑战性的操作限制和安全限制，使其适合于实际应用。