[發明專利]一種移動機器人打滑識別方法及控制方法

在審

• 申請號: 202210204402.8
• 申請日: 2022-03-03
• 公開（公告）號: CN114895663A
• 公開（公告）日: 2022-08-12
• 發明（設計）人: 張建政;韋鯤;董易;李亮華;鄒金沛
• 申請（專利權）人: 上海颯智智能科技有限公司
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02;G01L5/00;G01P3/00
• 代理公司: 北京清大紫荊知識產權代理有限公司 11718
• 代理人: 鄭純;黎飛鴻

本發明屬于移動機器人行進控制技術領域，具體涉及一種移動機器人打滑識別方法及控制方法。打滑識別方法包括以下步驟：基于伺服驅動器采集所述伺服電機的實時角速度信息或實時力矩信息，之后推斷所述車輪的打滑表征；基于打滑表征得出所述車輪的打滑量。本發明的打滑識別方法根據伺服驅動器的運行參數實時判斷是否發生打滑，無需車載傳感器信號等的介入，無需消耗機器人本體控制器計算資源。

技術領域

本發明屬于移動機器人行進控制技術領域，具體涉及一種移動機器人打滑識別方法及控制方法。

背景技術

(輪式)移動機器人在行走過程中，遇到不同路況時可能產生驅動輪打滑(或空轉，以下統稱打滑)現象，打滑產生時，移動機器人本體移動速度、位移會發生變化，與規劃的行走軌跡之間產生誤差，從而造成后續移動軌跡誤差增加或者偏離，如果移動機器人有定位作業要求，可能造成定位失敗，影響生產。

然而，對打滑的準確判斷一直是技術難點。打滑發生是隨機的，不同的路面狀況打滑發生的程度也是不同的，對于輕微打滑，機器人憑借其本身控制系統可以自行修正，對于較大程度的打滑，機器人控制器需要在控制上進行對應的補償或修正，以確保打滑后機器人仍然依據規劃軌跡運行。

因此，如何準確、快速判斷打滑發生及其程度是一個技術挑戰。

現有技術中，常用的機器人輪轂打滑的識別方法有多種，分別簡述如下：利用底盤里程計輸出的位移和實際位移進行對比計算，從而判斷是否發生了打滑現象；根據機器人行走位移和軌跡規劃位移之間的相互關系來推斷是否產生了打滑現象；利用輪轂電機實際速度位移和里程計相互關系來判斷打滑；根據機器人車載傳感器(如激光雷達，超聲波傳感器)等信號綜合判斷是否產生了打滑等。

由此可見，現有技術中，對打滑的判定一般由機器人控制器根據已有的行駛參數和車載傳感器輸出信號結合，經過綜合數據處理從而間接判斷、識別出打滑。所以現有技術需要結合車載傳感器的信號進行綜合處理計算對輪轂狀態做出間接的推斷，不僅消耗機器人控制器計算資源，而且識別的準確率具有一定的缺陷，甚至有的方法僅能識別是否打滑了，對打滑的程度，打滑的時間等無法精確的識別。

發明內容

有鑒于此，本發明提出一種移動機器人車輪打滑識別方法，根據伺服驅動器的運行參數實時判斷是否發生打滑，無需車載傳感器信號等的介入，無需消耗機器人本體控制器計算資源。

為了實現上述技術目的，本發明所采用的具體技術方案為：

一種移動機器人車輪打滑識別方法，所述車輪由伺服電機驅動，所述伺服電機由伺服驅動器驅動，所述打滑識別方法包括以下步驟：

S101:基于所述伺服驅動器，采集所述伺服電機的實時角速度信息和/或實時力矩信息；

S102:基于所述實時角速度信息的變化規則和/或所述實時力矩的變化規則，推斷所述車輪的打滑表征；

S103:基于所述打滑表征得出所述車輪的打滑量，為所述打滑量設置門檻值后判定所述車輪當前處于未打滑狀態或打滑狀態。

進一步的，所述驅動電機為輪轂電機；所述實時角速度信息及所述實時力矩信息分別基于所述輪轂電機的電機編碼器輸出信號及電磁轉矩信號獲得。

進一步的，當所述輪轂電機以給定速度的驅動方式運行時，判定所述車輪處于打滑狀態的方法為：

其中：

Te為輪轂電機電磁轉矩；

δ_Te為輪轂電機電磁轉矩變化率；

β_Te：為輪轂電機電磁轉矩變化率的導數；