[發明專利]一種移動機器人導航跟蹤方法

在審

• 申請號: 202110938021.8
• 申請日: 2021-08-16
• 公開（公告）號: CN113534816A
• 公開（公告）日: 2021-10-22
• 發明（設計）人: 夏科睿;馬姓;彭超
• 申請（專利權）人: 安徽元古紀智能科技有限公司
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02
• 代理公司: 合肥市浩智運專利代理事務所(普通合伙) 34124
• 代理人: 丁瑞瑞

本發明公開了一種移動機器人導航跟蹤方法，所述方法包括：獲取特定時間下移動機器人預估的目標位置A和預估的目標方向；獲取移動機器人預估的目標位置和預估的目標方向相對實際位置以及實際方向的角度偏差以及距離偏差，根據角度偏差獲取第一角速度控制量，根據距離偏差獲取第二角速度控制量；獲取移動機器人的初始線速度下的第三角速度控制量；修正預估的目標位置A和預估的目標方向與實際位置以及實際方向之間的偏差；利用修正偏差后得到的移動機器人運動模型對特定時間下的目標位置以及目標方向進行預估并按照預估的結果進行導航跟蹤控制；本發明的優點在于：避免機器人軌跡跟蹤誤差，使機器人到達目標位置進行指定任務操作。

技術領域

本發明涉及移動作業機器人室內外導航運動控制領域，更具體涉及一種移動機器人導航跟蹤方法。

背景技術

隨著社會的快速發展和勞動力成本的逐步提升，移動機器人成為了目前機器人的熱門研究方向之一，并且廣泛應用在多個領域，比如室外的割草機、電力巡檢、智能快遞，室內的自主掃地機器人、機房巡檢等。移動機器人可以多機全天候交替工作，極大彌補了人員不足的情況，除此之外，也可以極大避免由于人員失誤或者疏忽大意而導致的一系列經濟損失和安全事故，間接的保障了人員安全。

在實際場景應用中，移動機器人需要完成預先設定的工作任務，具體的每一項工作任務布置在指定的路徑點上，因此控制移動機器人精準運動執行到上述的路徑點位置是機器人導航任務的重中之重。傳統的路徑導航跟蹤算法首先進行路徑的擬合規劃，根據車體的性能參數，路徑點間的位置關系規劃出一條預設軌跡，隨后控制移動機器人進行軌跡跟蹤。但是這種跟蹤控制過程中，如果預設的軌跡存在偏差，那么就會導致機器人軌跡跟蹤誤差，從而最終導致機器人不能到達目標位置進行指定任務操作。

中國專利授權公告號CN104635730B，公開了一種機器人自主充電方法，計算所有激光點在機器人坐標系中的坐標；取每三個激光點為一組，分別計算激光點之間的距離結合此三點的激光測量值；判斷是否對激光點進行點集分割；對可以分割的激光點進行分割，得到分組后的點集；將分組后的每組點集分割為兩組，對每組點集進行最小二乘法的擬合，獲得直線地圖集合；根據點集與直線地圖集合所包含的參數，判斷是否與充電站的特征匹配；匹配的結果為只留有與充電站特征匹配的兩條直線，根據兩條直線方程以及充電站在全局坐標中的位置，計算出機器人在全局坐標中的位姿；機器人根據實時位姿與充電站前方的目標點進行距離偏差，角度偏差的計算；判斷機器人角度偏差是否小于閾值9；當角度偏差大于閾值9時，機器人原地旋轉180°并向后行走一段距離與充電站對接；當角度偏差小于閾值9時，由增量式PID算法給出機器人的角速度，而線速度由角速度的反比來進行計算；將機器人的線速度、角速度轉化為電機轉速發送給電機；進行與充電站的對接；判斷是否充電成功；如果是，則充電完成；如果否，則重復此步驟。提高了機器人充電的準確性，但是其沒有給出具體如何修正預設軌跡存在的誤差，并不能保證對接的準確性，導致可能存在對接失敗也即不能到達目標位置進行指定任務操作。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于現有技術移動機器人導航跟蹤方法難以修正預設的軌跡偏差，導致機器人軌跡跟蹤誤差，從而最終導致機器人不能到達目標位置進行指定任務操作。

本發明通過以下技術手段實現解決上述技術問題的：一種移動機器人導航跟蹤方法，所述方法包括：

步驟一：將移動機器人當前位置、當前方向以及移動機器人初始控制指令角速度和初始線速度代入移動機器人運動模型，獲取特定時間下移動機器人預估的目標位置A和預估的目標方向；

步驟二：獲取移動機器人預估的目標位置和預估的目標方向相對實際位置以及實際方向的角度偏差以及距離偏差，根據角度偏差獲取第一角速度控制量，根據距離偏差獲取第二角速度控制量；

步驟三：根據移動機器人預估的目標位置和預估的目標方向獲取移動機器人的初始線速度下的第三角速度控制量；