[發明專利]一種機器人控制方法與裝置

在審

• 申請號: 201910549019.4
• 申請日: 2019-06-24
• 公開（公告）號: CN110154035A
• 公開（公告）日: 2019-08-23
• 發明（設計）人: 宇曉龍
• 申請（專利權）人: 安徽紅蝠智能科技有限公司
• 主分類號: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16;B25J13/08
• 代理公司: 合肥方舟知識產權代理事務所(普通合伙) 34158
• 代理人: 劉躍

本發明公開了一種機器人控制方法與裝置，針對具有全狀態約束和系統不確定性的全驅動機器人，提出了一種魯棒定時軌跡跟蹤控制方法，包括采樣點與機器人狀態期望值設定，機器人位置、方向、前進速度、側向速度與偏航速度的數據采集，計算轉移矩陣，計算位置和方向跟蹤誤差與速度跟蹤誤差，施加控制量前向、側向、偏航速度的控制量。并基于該方法提出了一種機器人控制裝置，包括：機器人位置檢測單元，機器人方向檢測單元，機器人前進與測向速度檢測單元，機器人偏航速度檢測單元，以及數據處理單元。本發明的優點在于：在不依賴于系統初始條件的情況下，控制器可以在有限時間內實現系統的穩定。

技術領域

本發明涉及機器人領域，特別是涉及一種機器人控制方法與裝置。

背景技術

移動機器人是一種將環境感知、動態決策與規劃、行為控制與執行等多種功能綜合于一體的移動平臺，具備高度自規劃、自組織和自適應能力，可在無人干預和復雜環境下有目的地自主運動，并完成特定的作業功能。隨著人類科技日新月異的發展，移動機器人不僅應用在航天領域，并且在農業、工業和服務業中日益凸顯出潛在應用價值。由于移動機器人應用領域寬廣，其復雜的結構和控制方法一直吸引著眾多研究者的廣泛關注。對于各領域應用的移動機器人，軌跡跟蹤控制是其主要技術之一。發明專利《CN108762274A一種移動機器人軌跡跟蹤控制的方法》公開了一種移動機器人軌跡跟蹤控制的方法，首先給出了移動機器人的動力學模型，考慮了可能施加在機器人系統上的外部干擾，假定干擾是有界的，基于輸入狀態穩定性設計了一種魯棒非線性控制律。發明專利《CN108098770A一種移動機器人的軌跡跟蹤控制方法》公開了一種移動機器人的軌跡跟蹤控制方法，該方法根據滑轉系數、滑移率的運動數學模型表達式和GPS-INS檢測得到的數據，再依據移動機器人決策層給出的期望路徑、期望速度和期望橫擺角速度信息，計算出滑轉系數、滑移率的數值，然后反代入到移動機器人的運動學模型中，補償和計算出實現軌跡跟蹤的車輪轉速，達到精確跟蹤期望軌跡的目的。發明專利《CN108008720A一種輪式移動機器人的模糊滑模軌跡跟蹤控制及方法》引入一指數項形成快速雙冪次趨近律，提高了輪式移動機器人在軌跡跟蹤時趨向于滑模面的速度和抗干擾能力。發明專利《CN107272677A一種移動機器人的變結構自適應軌跡跟蹤控制方法》公開一種移動機器人的變結構自適應軌跡跟蹤控制方法，能在未知參數和外界擾動的情況下實現對移動機器人的軌跡跟蹤控制，可以使移動機器人的位姿跟蹤誤差收斂到一個包含原點的任意小鄰域內，跟蹤效果好，具有較強的魯棒性。發明專利《CN104483967A一種基于節能考慮的輪式移動機器人軌跡跟蹤控制方法》公開了一種基于節能考慮的輪式移動機器人軌跡跟蹤控制方法，能夠實現輪式移動機器人整個過程的高精度、低能耗控制及系統全局穩定性，使它在進行精確軌跡跟蹤的同時實現能量最優化。

發明內容

本發明技術克服現有技術的不足，提出了一種機器人控制方法，具體包括以下步驟：

S101：設定采樣點t為0，設定機器人期望的位置和方向η_d＝[x_d,y_d,ψ_d]^T，設定機器人期望的速度θ_d＝[u_d,v_d,r_d]^T。η＝[x,y,ψ]^T表示位置和方向組合的向量，(x,y)表示位置，x表示東向坐標，y表示北向坐標，ψ表示方向，θ＝[u,v,r]^T表示速度組合的向量，u、v、r分別表示前進速度、側向速度與偏航速度；下標d表示該下標對應的變量的期望，上標T表示轉置；