[發明專利]一種機器人軌跡跟蹤方法

有效

• 申請號: 201810415570.5
• 申請日: 2018-05-03
• 公開（公告）號: CN108681243B
• 公開（公告）日: 2020-12-18
• 發明（設計）人: 郭健;劉源;袁佳泉;李勝;吳益飛;洪宇
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: G05B13/04
• 分類號: G05B13/04;G05D1/02;G05D1/08
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 孟睿

1.一種機器人軌跡跟蹤方法，其特征在于，步驟如下：

步驟1，將機器人的離散運動軌跡作為跟蹤軌跡(x_d(nT),y_d(nT),θ_d(nT))，其中，T為采樣時間，x_d(nT)、y_d(nT)和θ_d(nT))分別表示第nT時刻機器人離散運動軌跡中機器人位姿的橫坐標、縱坐標和角度；

步驟2，按照下式計算機器人坐標系中的機器人位姿誤差(x_e(nT),y_e(nT),θ_e(nT))，

其中，x(nT),y(nT),θ(nT)分別為第nT時刻機器人在全局坐標下的橫坐標、縱坐標和角度；

步驟3，按照下式所示的控制律，計算跟蹤速度(v_j(nT),ω_j(nT))，

其中，v_d(nT)和ω_d(nT)分別表示機器人在第nT時刻的線速度和角速度；v_j(nT),ω_j(nT)分別為，在第nT時刻，機器人控制器參數為α_j時，控制器給出的線速度和角速度；設參數間隔i，0i1，以i為間隔遍歷；設控制器參數α，將第j個α的取值記作α_j，即α₁＝i,α₂＝2i,...,直到小于1的最大的α值；

步驟4，根據跟蹤速度(v_j(nT),w_j(nT))，按下式預估(nT+T)時刻的機器人全局位姿

其中，分別為機器人在(nT+T)時刻應當達到的全局坐標系下的橫坐標、縱坐標和角度，x_g(nT),y_g(nT),θ_g(nT)分別為nT時刻機器人的全局位姿，即機器人在nT時刻在全局坐標系下的實際橫坐標、縱坐標和角度；

步驟5、按下式計算預估在當前控制器下，在(nT+T)時刻機器人預估全局位姿與目標位姿的誤差

步驟6、根據誤差用評價函數f(v_j(nT),ω_j(nT))計算其評價值，尋找評價值最低的速度作為nT時刻實際的跟蹤速度，

評價值最低的速度為(v(nT),ω(nT)),s.t.f(v(nT),ω(nT))＝min{f(v_j(nT),ω_j(nT))}；

到下一時刻nT+T，重復步驟2～6。

2.如權利要求1所述的機器人軌跡跟蹤方法，其特征在于，所述步驟2中，按下式計算第nT時刻的線速度v_d(nT)和角速度ω_d(nT)，

3.如權利要求1所述的機器人軌跡跟蹤方法，其特征在于，所述步驟2中，根據連續軌跡(x_d(t),y_d(t),θ_d(t))按下式計算連續速度函數(v_d(t),ω_d(t))，然后再離散化得到第nT時刻的線速度v_d(nT)和角速度ω_d(nT)，

其中，x_d(t)'、y_d(t)'、θ_d(t)'分別為橫坐標函數、縱坐標函數和角度函數對時間的求導。