[發明專利]一種生產車間移動機器人基于多胞-橢球雙濾波的位姿定位方法

在審

• 申請號: 202010360911.0
• 申請日: 2020-04-30
• 公開（公告）號: CN111765889A
• 公開（公告）日: 2020-10-13
• 發明（設計）人: 許春棟;王子赟
• 申請（專利權）人: 江蘇高科石化股份有限公司
• 主分類號: G01C21/20
• 分類號: G01C21/20
• 代理公司: 無錫市天宇知識產權代理事務所(普通合伙) 32208
• 代理人: 周舟

1.一種生產車間移動機器人基于多胞-橢球雙濾波的位姿定位方法，包括以下步驟：

Step1：將移動機器人的運動學模型離散化成一個離散連續模型y_k＝φ_k^Tθ^*+e_k，其中，φ_k為觀測向量，θ為位姿定位參數，e_k表示系統有界噪聲；

Step2：在給定未知但有界噪聲和外加激勵信號下，根據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，并通過觀測向量φ_k和輸出序列y_k得到第k步參數可行集的約束條件；

Step3：根據k步約束條件和k-1步橢球得到第一次橢球辨識最小跡橢球；

Step4：根據k步約束條件和k-1步全對稱多胞體得到第k步體積最小全對稱多胞體；

Step5：考慮系統參數的變化，將步驟四中的得到的全對稱多胞體擴展；

Step6：對擴展后全對稱多胞體進行奇異值分解降維，得到降維后的全對稱多胞體；

其特征在于：

Step7：將降維后全對稱多胞體離散成約束條件，進行第二次橢球辨識得到最小跡橢球并將其中心值作為第k步位姿估計值。

2.根據權利要求1所述的一種生產車間移動機器人基于多胞-橢球雙濾波的位姿定位方法，其特征在于：Step1：將移動機器人的運動學模型離散化成一個離散連續模型y_k＝φ_k^Tθ^*+e_k，其中，φ_k為觀測向量，θ為位姿定位參數，e_k表示系統有界噪聲；具體步驟為：

生產車間履帶式移動機器人模型：

其中(x_k y_k)^T表示機器人位置，ψ_k表示機器人角度，可以通過傳感器測得ω_1,k、ω_2,k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表示時間間隔，s_1,k、s_2,k表示機器人的滑移率。

得到離散連續系統：

其中e_k表示系統有界噪聲且|e_k|≤δ，v₁＝ω_1,k+ω_2,k/2、v₂＝-ω_1,k+ω_2,k，θ_k＝[s_1,krsin(2πΔT) s_2,kr/bsin(πΔT)]^T。

3.根據權利要求1所述的一種生產車間移動機器人基于多胞-橢球雙濾波的位姿定位方法，其特征在于：Step2：中在給定未知但有界噪聲和外加激勵信號下，根據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步參數可行集的約束條件。