[發明專利]一種機器人先逆時針再順時針運動控制方法

有效

• 申請號: 201310597933.9
• 申請日: 2013-11-22
• 公開（公告）號: CN103576688A
• 公開（公告）日: 2014-02-12
• 發明（設計）人: 王碩;王宇;李恩;魏清平
• 申請（專利權）人: 中國科學院自動化研究所;常州科學與藝術融合技術研究所
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 宋焰琴

技術領域

本發明涉及機器人技術領域，具體是一種機器人先逆時針再順時針運動控制方法。

背景技術

近年來，勘察、目標獲取、搜索與援救、監督、環境監測等方面廣泛的應用需求使移動機器人技術得到快速的發展。其中，導航技術是移動機器人研究的核心技術之一，而路徑規劃是導航的基本環節之一。機器人路徑規劃的基本思想是依據某種標準（如時間最短、能量最少、路徑最短等）尋找一條從起始點到目標點的無碰撞的最優或近似最優的路徑。路徑規劃可分為全局路徑規劃與局部路徑規劃，全局路徑規劃的主要算法有可視圖法、柵格解耦法、概率圖法、拓撲法和神經網絡法；局部路徑規劃的主要算法有人工勢場法、快速隨機搜索樹（RRT）和模糊邏輯算法等。

發明內容

本發明的目的是提出一種機器人先逆時針再順時針運動控制方法，以進行機器人CSC路徑規劃，使得機器人按照規劃的路線進行先逆時針再順時針運動。

本發明提出的一種機器人先逆時針再順時針運動控制方法包括以下步驟：

步驟S1：設定并輸入多個機器人運動參數，所述運動參數至少包括：機器人運動初始點S坐標（x_s，y_s），機器人在初始點S處的初始方向單位向量Ps（p_xs，p_ys），機器人運動目標點G坐標（x_g，y_g），機器人在目標點G處的目標方向單位向量Pg（p_xg，p_yg)，以及機器人容許的轉彎半徑R；

步驟S2：基于初始點S、初始方向單位向量Ps和轉彎半徑R計算得到機器人從初始點S沿初始方向單位向量Ps以轉彎半徑R做逆時針繞第一圓心Os運動的第一圓心Os的坐標(x_os,y_os)；

步驟S3：基于目標點G、目標方向單位向量Pg和轉彎半徑R計算得到機器人以轉彎半徑R沿順時針方向繞第二圓心Og運動以到達目標點G和目標方向單位向量Pg的第二圓心Og的坐標(x_og,y_og)；

步驟S4：基于第一圓心Os和第二圓心Og的坐標計算得到由第一圓心Os指向第二圓心Og的第一單位向量Q(q_x,q_y)；

步驟S5：基于第一圓心Os、第二圓心Og和轉彎半徑R計算得到第一單位向量Q與第二單位向量W之間的夾角γ；

步驟S6：基于所述第一圓心Os、轉彎半徑R和第一單位向量Q計算得到機器人從繞第一圓心Os逆時針運動轉為沿第二單位向量W方向作直線運動的第一轉換點Ws的坐標(x_ws,y_ws)；

步驟S7：基于所述第二圓心Og、轉彎半徑R和第一單位向量Q計算得到機器人從沿第二單位向量W方向直線運動轉為繞第二圓心Og順時針運動的第二轉換點Wg的坐標(x_wg,y_wg)；

步驟S8：計算得到由第一轉換點Ws指向第二轉換點Wg的第二單位向量W(w_x,w_y)；

步驟S9：基于第一圓心Os、初始點S、第一轉換點Ws計算得到機器人從初始點S逆時針繞第一圓心Os運動到第一轉換點Ws轉過的第一轉角α_s；

步驟S10：基于第二圓心Og、目標點G、第二轉換點Wg計算得到機器人從第二轉換點Wg沿順時針繞第二圓心Og運動到目標點G轉過的第二轉角β_g；

步驟S11：基于所述步驟S2-S10計算得到的運動路徑參數，對于機器人的先逆時針后順時針運動進行控制，其中，所述機器人的先逆時針后順時針運動路徑為：由初始點S以轉彎半徑R繞第一圓心Os逆時針運動轉過第一轉角α_s到達第一轉換點Ws，由第一轉換點Ws沿第二單位向量W方向直線運動到第二轉換點Wg，由第二轉換點Wg以轉彎半徑R繞第二圓心Og順時針運動轉過第二轉角β_g即到達目標點G。

本發明結合機器人學，提出了一種機器人先逆時針再順時針運動控制方法，其具體通過坐標旋轉變換的方法來實現，簡單而且有效。

附圖說明

圖1是本發明機器人先逆時針再順時針運動控制方法的示意圖。

具體實施方式

為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚明白，以下結合具體實施例，并參照附圖，對本發明進一步詳細說明。