[發(fā)明專利]用于移動(dòng)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制方法及計(jì)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(jì)）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(dòng)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(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11376
• 代理人: 楊勝軍

提出了一種用于移動(dòng)機(jī)器人(1)的運(yùn)動(dòng)控制方法，其包括：初始規(guī)劃步驟S1，其中，獲取能夠使移動(dòng)機(jī)器人(1)以最短時(shí)間完成預(yù)定的第一路徑(2)的包含時(shí)間信息的第一規(guī)劃軌跡，目標(biāo)點(diǎn)位于第一路徑(2)上；時(shí)間確定步驟S2，其中，確定在第一規(guī)劃軌跡中移動(dòng)機(jī)器人(1)到達(dá)目標(biāo)點(diǎn)的第一到達(dá)時(shí)間與期望移動(dòng)機(jī)器人(1)到達(dá)目標(biāo)點(diǎn)的期望到達(dá)時(shí)間；重新規(guī)劃步驟S3，其中，如果第一到達(dá)時(shí)間早于期望到達(dá)時(shí)間，則將期望到達(dá)時(shí)間作為計(jì)劃到達(dá)時(shí)間并改變第一規(guī)劃軌跡的時(shí)間信息以獲取第二規(guī)劃軌跡，使得移動(dòng)機(jī)器人(1)能夠按照第二規(guī)劃軌跡在計(jì)劃到達(dá)時(shí)間到達(dá)目標(biāo)點(diǎn)。還提出一種相應(yīng)的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。借助于本發(fā)明，能夠改善移動(dòng)機(jī)器人的準(zhǔn)時(shí)性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及移動(dòng)機(jī)器人領(lǐng)域、尤其是移動(dòng)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制領(lǐng)域，具體涉及一種用于移動(dòng)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制方法以及一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。

背景技術(shù)

隨著經(jīng)濟(jì)快速增長、人力成本逐漸上升，移動(dòng)機(jī)器人越來越廣泛地應(yīng)用于各種工業(yè)和家庭環(huán)境中。例如，自動(dòng)引導(dǎo)車(AGV)、自主移動(dòng)機(jī)器人(AMR)、叉車等移動(dòng)機(jī)器人是現(xiàn)代物流系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備之一。移動(dòng)機(jī)器人能夠根據(jù)路徑規(guī)劃和作業(yè)要求運(yùn)動(dòng)并?？康侥繕?biāo)地點(diǎn)，以完成物料搬運(yùn)輸送等任務(wù)。

通常，移動(dòng)機(jī)器人例如由于其待執(zhí)行的任務(wù)而需要到達(dá)特定的位置(任務(wù)點(diǎn))。例如，用于在倉庫中運(yùn)輸貨物的移動(dòng)機(jī)器人可能需要運(yùn)動(dòng)到特定的收貨位置，以接收待運(yùn)輸?shù)奈锲?，然后將待運(yùn)輸?shù)奈锲愤\(yùn)輸?shù)街付ǖ乃拓浳恢?。為此，可通過特定的局部路徑規(guī)劃等方法，使移動(dòng)機(jī)器人能夠運(yùn)動(dòng)到特定的位置。

移動(dòng)機(jī)器人在某些場景下還需要在特定的時(shí)間準(zhǔn)時(shí)到達(dá)特定的位置。

現(xiàn)有技術(shù)在對于移動(dòng)機(jī)器人的準(zhǔn)時(shí)到達(dá)方面仍然存在不足。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種改進(jìn)的用于移動(dòng)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制方法，以改善移動(dòng)機(jī)器人的準(zhǔn)時(shí)性。

根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種用于移動(dòng)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制方法，其中，所述運(yùn)動(dòng)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(dòng)機(jī)器人以最短時(shí)間完成預(yù)定的第一路徑的包含時(shí)間信息的第一規(guī)劃軌跡，目標(biāo)點(diǎn)位于第一路徑上；時(shí)間確定步驟S2，其中，確定在第一規(guī)劃軌跡中移動(dòng)機(jī)器人到達(dá)目標(biāo)點(diǎn)的第一到達(dá)時(shí)間與期望移動(dòng)機(jī)器人到達(dá)目標(biāo)點(diǎn)的期望到達(dá)時(shí)間；以及重新規(guī)劃步驟S3，其中，如果第一到達(dá)時(shí)間早于期望到達(dá)時(shí)間，則將期望到達(dá)時(shí)間作為計(jì)劃到達(dá)時(shí)間并改變第一規(guī)劃軌跡的時(shí)間信息以獲取第二規(guī)劃軌跡，使得移動(dòng)機(jī)器人能夠按照第二規(guī)劃軌跡在計(jì)劃到達(dá)時(shí)間到達(dá)目標(biāo)點(diǎn)。

在一個(gè)示例性實(shí)施例中，初始規(guī)劃步驟S1包括：基于第一路徑的曲線方程，對移動(dòng)機(jī)器人進(jìn)行速度規(guī)劃，確定移動(dòng)機(jī)器人在滿足移動(dòng)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)約束和動(dòng)力學(xué)約束的情況下以最短時(shí)間完成第一路徑的包含時(shí)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(yùn)動(dòng)方程其中，表示移動(dòng)機(jī)器人的位置，函數(shù)G(t)表示位置與時(shí)間t的函數(shù)關(guān)系。

在一個(gè)示例性實(shí)施例中，第一路徑是通過對移動(dòng)機(jī)器人進(jìn)行局部路徑規(guī)劃獲得的局部路徑；第一路徑成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(dòng)機(jī)器人的位置，當(dāng)變量s從0增大到1，對應(yīng)的表示移動(dòng)機(jī)器人沿著第一路徑從起點(diǎn)到終點(diǎn)的位置；在第一規(guī)劃軌跡中，函數(shù)g(t)表示變量s與時(shí)間t的函數(shù)關(guān)系。

在一個(gè)示例性實(shí)施例中，移動(dòng)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)約束和動(dòng)力學(xué)約束包括：在第一路徑的起點(diǎn)處移動(dòng)機(jī)器人的速度等于預(yù)定的初速度；在第一規(guī)劃軌跡中移動(dòng)機(jī)器人的速度在預(yù)定的最大速度以下；在第一規(guī)劃軌跡中移動(dòng)機(jī)器人的加速度在預(yù)定的最大加速度以下；和/或移動(dòng)機(jī)器人為差速輪機(jī)器人，移動(dòng)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)約束和動(dòng)力學(xué)約束包括：在第一路徑的起點(diǎn)處移動(dòng)機(jī)器人的第一驅(qū)動(dòng)輪和第二驅(qū)動(dòng)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(dòng)機(jī)器人的第一驅(qū)動(dòng)輪和第二驅(qū)動(dòng)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(dòng)機(jī)器人的第一驅(qū)動(dòng)輪和第二驅(qū)動(dòng)輪的加速度分別在預(yù)定的最大輪加速度以下。