[發(fā)明專利]用于移動機(jī)器人的運動控制方法及計算機(jī)程序產(chǎn)品

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111208623.4
• 申請日: 2021-10-18
• 公開（公告）號: CN115993815A
• 公開（公告）日: 2023-04-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙安;趙雨辰;邸興超;唐文慶;武文博;張傳發(fā)
• 申請（專利權(quán)）人: 靈動科技（北京）有限公司
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02
• 代理公司: 北京永新同創(chuàng)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11376
• 代理人: 楊勝軍

1.一種用于移動機(jī)器人(1)的運動控制方法，其中，所述運動控制方法包括下述步驟：

初始規(guī)劃步驟S1，其中，獲取能夠使移動機(jī)器人(1)以最短時間完成預(yù)定的第一路徑(2)的包含時間信息的第一規(guī)劃軌跡，目標(biāo)點位于第一路徑(2)上；

時間確定步驟S2，其中，確定在第一規(guī)劃軌跡中移動機(jī)器人(1)到達(dá)目標(biāo)點的第一到達(dá)時間與期望移動機(jī)器人(1)到達(dá)目標(biāo)點的期望到達(dá)時間；以及

重新規(guī)劃步驟S3，其中，如果第一到達(dá)時間早于期望到達(dá)時間，則將期望到達(dá)時間作為計劃到達(dá)時間并改變第一規(guī)劃軌跡的時間信息以獲取第二規(guī)劃軌跡，使得移動機(jī)器人(1)能夠按照第二規(guī)劃軌跡在計劃到達(dá)時間到達(dá)目標(biāo)點。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的運動控制方法，其中，

初始規(guī)劃步驟S1包括：基于第一路徑(2)的曲線方程，對移動機(jī)器人(1)進(jìn)行速度規(guī)劃，確定移動機(jī)器人(1)在滿足移動機(jī)器人(1)的運動學(xué)約束和動力學(xué)約束的情況下以最短時間完成第一路徑(2)的包含時間信息的規(guī)劃軌跡作為第一規(guī)劃軌跡；

第一規(guī)劃軌跡滿足運動方程其中，表示移動機(jī)器人(1)的位置，函數(shù)G(t)表示位置與時間t的函數(shù)關(guān)系。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的運動控制方法，其中，

第一路徑(2)是通過對移動機(jī)器人(1)進(jìn)行局部路徑規(guī)劃獲得的局部路徑；

第一路徑(2)成3階以上貝塞爾曲線的形式并且能夠以下式表示：

其中，表示移動機(jī)器人(1)的位置，當(dāng)變量s從0增大到1，對應(yīng)的表示移動機(jī)器人(1)沿著第一路徑(2)從起點到終點的位置；

在第一規(guī)劃軌跡中，s＝g(t)，函數(shù)g(t)表示變量s與時間t的函數(shù)關(guān)系。

4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的運動控制方法，其中，

移動機(jī)器人(1)的運動學(xué)約束和動力學(xué)約束包括：在第一路徑(2)的起點處移動機(jī)器人(1)的速度等于預(yù)定的初速度；在第一規(guī)劃軌跡中移動機(jī)器人(1)的速度在預(yù)定的最大速度以下；在第一規(guī)劃軌跡中移動機(jī)器人(1)的加速度在預(yù)定的最大加速度以下；和/或

移動機(jī)器人(1)為差速輪機(jī)器人，移動機(jī)器人(1)的運動學(xué)約束和動力學(xué)約束包括：在第一路徑(2)的起點處移動機(jī)器人(1)的第一驅(qū)動輪和第二驅(qū)動輪的初速度分別等于預(yù)定的左輪初速度和預(yù)定的右輪初速度；在第一規(guī)劃軌跡中移動機(jī)器人(1)的第一驅(qū)動輪和第二驅(qū)動輪的速度分別在預(yù)定的最大輪速度以下；在第一規(guī)劃軌跡中移動機(jī)器人(1)的第一驅(qū)動輪和第二驅(qū)動輪的加速度分別在預(yù)定的最大輪加速度以下。

5.根據(jù)權(quán)利要求2-4中任一項所述的運動控制方法，其中，

速度規(guī)劃根據(jù)T型規(guī)劃方法來進(jìn)行。

6.根據(jù)權(quán)利要求2-5中任一項所述的運動控制方法，其中，

重新規(guī)劃步驟S3包括：

確定第一軌跡的開始時間到第一到達(dá)時間的第一時長與第一軌跡的開始時間到計劃到達(dá)時間的計劃時長之比作為縮放比k；

將第一規(guī)劃軌跡對應(yīng)的速度規(guī)劃按照所述縮放比進(jìn)行比例縮放，得到第二規(guī)劃軌跡，使得第二規(guī)劃軌跡滿足運動方程

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的運動控制方法，其中，

重新規(guī)劃步驟S3還包括：

對通過比例縮放得到的第二規(guī)劃軌跡的從其起點開始的調(diào)整區(qū)段進(jìn)行調(diào)整，使得在第二規(guī)劃軌跡的起點處移動機(jī)器人(1)的第一驅(qū)動輪和第二驅(qū)動輪的速度分別等于預(yù)定的左輪初速度和預(yù)定的右輪初速度，并且在調(diào)整區(qū)段的終點處移動機(jī)器人(1)的第一驅(qū)動輪和第二驅(qū)動輪的速度和移動機(jī)器人(1)的位置與調(diào)整之前相同。

8.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項所述的運動控制方法，其中，

目標(biāo)點是與移動機(jī)器人(1)待執(zhí)行的任務(wù)有關(guān)的任務(wù)點，期望到達(dá)時間根據(jù)所述任務(wù)來確定。

9.根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項所述的運動控制方法，其中，

所述運動控制方法包括：如果第一到達(dá)時間不早于期望到達(dá)時間，則控制移動機(jī)器人(1)按照第一規(guī)劃軌跡運動。