[發(fā)明專利]一種生產(chǎn)車間移動機器人位姿定位的多胞體濾波方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010012727.7
• 申請日: 2020-01-07
• 公開（公告）號: CN111191186B
• 公開（公告）日: 2021-09-28
• 發(fā)明（設計）人: 王子赟;張帥;王艷;紀志成
• 申請（專利權）人: 江南大學
• 主分類號: G06F17/16
• 分類號: G06F17/16;B62D55/12;B62D55/065
• 代理公司: 哈爾濱市陽光惠遠知識產(chǎn)權代理有限公司 23211
• 代理人: 彭素琴

1.一種移動機器人位姿定位的方法，其特征在于，所述方法采用多胞體濾波方法對移動機器人進行定位，定位過程中選擇最小體積全對稱多胞體進行迭代；

所述方法應用于履帶式移動機器人的位姿定位中，包括：

步驟一：將履帶式移動機器人的典型運動學模型離散化成一個離散連續(xù)系統(tǒng)y_k＝φ_k^Tθ^*+e_k；其中，φ_k為觀測向量，θ為位姿定位參數(shù)，e_k表示系統(tǒng)有界噪聲；

履帶式移動機器人的典型運動學模型為：

其中(x_k y_k)^T表示機器人當前位置，ψ_k表示機器人角度；ω_1,k、ω_2,k分別表示左右驅動輪的旋轉角速度，r表示車輪半徑，b表示左右車輪間的距離，ΔT表示預測時間間隔，s_1,k、s_2,k表示機器人的滑移率，(x_k+1 y_k+1)^T表示機器人下一時刻位置的預測值；

得到離散連續(xù)系統(tǒng)：

其中|e_k|≤δ，v₁＝ω_1,k+ω_2,k/2、v₂＝-ω_1,k+ω_2,k，θ_k＝[s_1,kr sin(2πΔT)s_2,kr/bsin(πΔT)]^T；

步驟二：在給定未知有界噪聲和外加激勵信號下，根據(jù)履帶式移動機器人的運動學模型獲得觀測向量φ_k和輸出序列y_k，為第k步參數(shù)可行集的約束條件；

步驟三：根據(jù)第k-1步全對稱多胞體和第k步約束條件S＝{θ:|c^Tθ-d|≤σ}得到第k步包含參數(shù)可行集的體積最小全對稱多胞體其中S＝C，d＝y(tǒng)_k，σ＝δ，j是整數(shù)且滿足0≤j≤l，l是矩陣H的列數(shù)：

n_θ是位姿定位參數(shù)θ的維數(shù)，n_θ＝2；

步驟四：擴展步驟三中得到的全對稱多胞體其中Γ是每一個參數(shù)變化最大值組成的對角陣；

步驟五：對步驟四擴展得到的全對稱多胞體降維，[T(j^*)Γ]＝U∑V^T，其中U，V分別為酉矩陣，矩陣∑的主對角元素由[T(j^*)Γ]的奇異值和0構成，其中D是對角陣且對角元素為d_i＝||σ_iV_i||₁，σ_i是[T(j^*)Γ]第i個奇異值，V_i是V的第i列，得到降維后的全對稱多胞體其中將v(j^*)作為第k步估計值。

2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法還包括：采用奇異值分解的方法對定位過程中的全對稱多胞體進行降維處理。