[發明專利]自主移動機器人的軌跡定位系統及方法

有效

• 申請號: 201610860722.3
• 申請日: 2016-09-28
• 公開（公告）號: CN106272433B
• 公開（公告）日: 2019-03-26
• 發明（設計）人: 項四通;孫超;李法設;劉保軍;楊躒
• 申請（專利權）人: 中科新松有限公司
• 主分類號: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 張海英;林波

本發明實施例公開了一種自主移動機器人的軌跡定位系統及方法。所述系統包括：傾角傳感器，用于測量所述自主移動機器人的航向角；全向輪編碼器，用于測量所述自主移動機器人的位移量，并且所述全向輪的設置方向與所述自主移動機器人的行進方向之間呈預設夾角；處理器，用于通過將所述位置與目標位置進行比較，得到對應的位置增量，以及根據所述位置增量驅動電動機進行經過補償的位置移動；電動機，用于在所述處理器的驅動下進行經過補償的位置移動。本發明實施例提供的自主移動機器人的軌跡定位系統及方法顯著提高了自主移動機器人的運動精度。

技術領域

本發明實施例涉及機器人技術領域，尤其涉及一種自主移動機器人的軌跡定位系統及方法。

背景技術

在工業制造中，機器人已經取得了許多重大的成果，譬如機械臂在汽車、電子工業和醫療行業中有著成功的應用。但這些商用機器人存在著一個根本的缺點：缺少機動性。固定的機械臂其運動范圍是有限的，相反自主移動機器人能夠靈活地穿梭于整個作業區域。

對于自主移動機器人而言，精確地定位和軌跡控制是提高其作業性能的關鍵。自主移動機器人在受到外界擾動、摩擦和路面不平整等因素的影響下，會偏離原規劃的路徑，為此需要實時對自主移動機器人進行定位和糾偏。

發明內容

針對上述技術問題，本發明實施例提供了一種自主移動機器人的軌跡定位系統及方法，以提高自主移動機器人的運動精度。

一方面，本發明實施例提供了一種自主移動機器人的軌跡定位系統，所述系統包括：

傾角傳感器，設置在所述自主移動機器人的前端面上，用于測量所述自主移動機器人的航向角；

全向輪編碼器，一個增量編碼器與設置在底面上的全向輪關聯，組成一個全向輪編碼器，用于測量所述自主移動機器人的位移量，并且所述全向輪的設置方向與所述自主移動機器人的行進方向之間呈預設夾角；

處理器，與所述傾角傳感器及所述全向輪編碼器電連接，用于根據所述傾角傳感器測量得到的航向角，以及所述全向輪編碼器測量得到的位移量，確定所述自主移動機器人當前的位置，并通過將所述位置與目標位置進行比較，根據運動控制模型得到對應的位置增量，以及根據所述位置增量驅動電動機進行經過補償的位置移動；

電動機，用于在所述處理器的驅動下進行經過補償的位置移動。

另一方面，本發明實施例還提供了一種自主移動機器人的軌跡定位方法，所述方法包括：

根據兩個分別與所述自主移動機器人的行進方向呈預定夾角θ₁，θ₂布置的全向輪編碼的讀數ΔU₁，ΔU₂，確定所述自主移動機器人的位置x，y，同時根據傾角傳感器的讀數確定所述自主移動機器人的航向角θ；

將所述自主移動機器人的當前位置(x,y,θ)與理想位置(x_γ,y_γ,θ_γ)進行比較，得到所述自主移動機器人的軌跡偏差(Δx,Δy,Δθ)；

基于李雅普諾夫穩定判據，建立使軌跡誤差收斂的運動控制模型，對所述軌跡偏差(Δx,Δy,Δθ)進行補償。

本發明實施例提供的自主移動機器人的軌跡定位系統及方法，通過與機器人的行進方向呈一定角度的設置全向輪，針對該全向輪設置用于測距的全向輪編碼器，以及設置用于測量航向角的傾角傳感器，在利用與上述全向輪編碼器及傾角傳感器分別電連接的處理器，使得處理器能夠根據上述全向輪編碼器輸出的讀數及所述傾角傳感器，利用預定的運動控制模型輸出的傾角估計位移補償量，明顯了提高了自主移動機器人的運動精度。

附圖說明

通過閱讀參照以下附圖所作的對非限制性實施例所作的詳細描述，本發明的其它特征、目的和優點將會變得更明顯：