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龙图腾网恭喜中国矿业大学申请的专利一种基于扰动观测器的机械臂视觉伺服与和安全避障方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN119238522B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-05-06发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202411558693.6，技术领域涉及：B25J9/16；该发明授权一种基于扰动观测器的机械臂视觉伺服与和安全避障方法是由陈正升;李川;王雪松;程玉虎设计研发完成，并于2024-11-04向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于扰动观测器的机械臂视觉伺服与和安全避障方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种基于扰动观测器的机械臂视觉伺服与和安全避障方法，属于机器人的视觉伺服控制领域。建立基于图像的视觉伺服的二阶模型和特征物可见性的约束；完成机械臂的包络简化和建立机器人相关的安全约束；将视觉伺服模型中存在的不易计算的项视为不确定性，设计扩张状态观测器对像素速度和不确定性其进行观测；在理想情况下根据安全距离约束、角速度和角加速度约束建立CBF约束，然后建立考虑不确定性的CBF；最后设计考虑不确定性的参考控制器、基于预设时间的CLF和优化求解目标函数，对安全优化问题进行求解。本方法效率高，稳定性好，既能保证机器臂能够快速估计不确定量，又能实现在获取不确定性的估计值后将其应用到安全约束里。

本发明授权一种基于扰动观测器的机械臂视觉伺服与和安全避障方法在权利要求书中公布了：1.一种基于扰动观测器的机械臂视觉伺服和安全避障方法，其特征在于，机械臂末端设置相机，且相机与机械臂末端二者的坐标系都重合，步骤如下：步骤1，建立相机成像模型，利用相机成像模型生成基于图像的二阶IBVS视觉伺服模型，在工作空间中设置非共线且数量大于等于4的特征点，机械臂通过相机拍摄反馈包含特征点的图像从而实时确定机械臂末端的位置，机械臂移动过程中需要确保特征点始终保持在相机的视野范围内；步骤2，将机械臂进行包络简化，将机械臂的关节和连杆分别视为相应半径的球形和圆柱体，同时忽略夹持终端，设定关节和连杆分别到障碍物的安全距离约束、机械臂关节角速度和角加速度约束，从而确保机械臂每个关节和连杆均不与障碍物发生碰撞；在视觉伺服任务中，将机械臂的移动目标简化为像素位置，机械臂末端通过相机反馈特征点的像素位置判断自身的位置进行运动，直至特征点的像素位置到达期望位置，此时机械臂也到达了预定位姿，在这个过程中通过保证各个关节和连杆到障碍物之间的安全距离大于零，同时限制机械臂运行时的角速度和角加速度不会超出机械臂搬运负载的安全范围，从而确保机械臂运行的安全性；步骤3，由于二阶IBVS视觉伺服模型中包含由观测器观测得到的强非线性项，强非线性项为不确定项，因此使用扩张状态观测器对像素速度和不确定性其进行观测；步骤4，在理想情况下根据步骤2中建立的安全距离约束、角速度和角加速度约束建立高阶控制障碍函数CBF约束，由于观测器的观测结果与实际值是存在微小偏差，无法满足CBF约束的精度要求，因此建立考虑不确定性的CBF；步骤5，设计考虑不确定项的参考控制器，基于预设时间的李雅普诺夫函数CLF和优化求解目标函数，对机械臂的避障安全优化问题进行求解。

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