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专利号: 2016102442710
申请人: 上海物景智能科技有限公司
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-08-18
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种机器人的运动控制方法,其特征在于,包括如下步骤:S20根据输入的地图信息、规划路径及实时位置信息,判断所述机器人当前所处位置是否在所述规划路径上,计算出机器人在所述规划路径上的目标位置信息;

S30若所述机器人当前所处位置不在所述规划路径上,则根据所述实时位置信息和目标位置信息,使得所述机器人朝向所述目标位置;否则,直接跳转至步骤S40;

S40根据所述实时位置信息和目标位置信息,计算出所述机器人的线速度、角速度和实时朝向后,控制所述机器人运动;

S41根据所述机器人的目标位置信息,计算出所述目标位置的相邻位置信息;

S42根据所述相邻位置信息,计算出所述机器人所在路径的当前曲率值;

S43判断所述当前曲率值与第一曲率阈值的大小;

S44若所述当前曲率值大于所述第一曲率阈值,则进一步判断所述机器人的当前速度与第一速度阈值的大小;否则,跳转至步骤S46;

S45若所述机器人的当前速度大于第一速度阈值,则所述机器人的当前速度以第一预设阈值进行减小后,跳转至步骤S44;否则,跳转至步骤S46;

S46判断所述机器人是否到达所述目标位置;

S47若所述机器人到达所述目标位置,则进一步判断所述机器人的当前朝向与所述目标位置的规划朝向之间的差值是否满足第一阈值;否则,跳转至步骤S41;

S48若所述机器人的当前朝向与所述目标位置的规划朝向之间的差值不满足第一阈值,则所述机器人以预设角速度旋转后,跳转至步骤S47。

2.根据权利要求1所述的机器人的运动控制方法,其特征在于,所述步骤S30包括:S31根据所述机器人的实时位置信息、目标位置信息,计算出所述实时位置和目标位置所在的直线段与坐标系上横轴所形成的目标夹角,所述坐标系设置在所述地图上;

S32获取所述机器人的当前朝向与所述坐标系上横轴所形成的当前夹角;

S33判断所述当前夹角与所述目标夹角是否相同;

S34若所述当前夹角与所述目标夹角不同,则所述机器人以预设角速度旋转后,跳转至步骤S33;否则,所述机器人保持当前朝向。

3.根据权利要求1所述的机器人的运动控制方法,其特征在于,还包括如下步骤:S50判断所述目标位置是否为所述规划路径上的终点位置;

S60若所述目标位置不是所述规划路径上的终点位置,则跳转至步骤S20;否则,所述机器人的当前速度以第二预设阈值进行减小。

4.根据权利要求3所述的机器人的运动控制方法,其特征在于,还包括如下步骤:S70判断所述机器人是否到达所述终点位置;

S80若所述机器人到达所述终点位置,则进一步判断所述机器人的当前朝向与所述终点位置的规划朝向是否相同;否则,跳转至步骤S60;

S90若所述机器人的当前朝向与所述终点位置的规划朝向不同,所述机器人以预设角速度旋转后,跳转至步骤S80;否则,所述机器人保持当前朝向。

5.根据权利要求1~4中任意一项所述的机器人的运动控制方法,其特征在于:所述步骤S20中的地图呈栅格状,所述步骤S20中的目标位置信息包括:所述规划路径上的所有规划点中距离所述机器人当前所处位置最近的规划点位置信息,或所述规划路径上距离所述机器人当前所处位置最近的点位置信息。

6.根据权利要求1~4中任意一项所述的机器人的运动控制方法,其特征在于:所述步骤S40是指:根据所述实时位置信息和目标位置信息,在极坐标模型下,利用Lyapunov函数,利用Lyapunov直接法设计跟踪控制器,计算出所述机器人的线速度、角速度和实时朝向。

7.一种应用在如权利要求1~6中任意一项所述的机器人的运动控制方法的控制系统,其特征在于,包括:判断模块,所述判断模块根据输入的地图信息、规划路径及实时位置信息,判断机器人当前所处位置是否在所述规划路径上;

计算模块,所述计算模块与所述判断模块电连接,用于计算出所述机器人在所述规划路径上的目标位置信息;

朝向控制模块,所述朝向控制模块分别与所述判断模块、计算模块电连接,所述朝向控制模块接收所述判断模块输出的所述机器人当前所处位置不在所述规划路径上,所述朝向控制模块根据所述计算模块输出的所述实时位置信息和目标位置信息,使得所述机器人朝向所述目标位置;

运动控制模块,所述运动控制模块分别与所述判断模块、朝向控制模块电连接,所述运动控制模块根据所述实时位置信息和目标位置信息,计算出所述机器人的线速度、角速度和实时朝向后,控制所述机器人运动;

所述计算模块还根据所述机器人的目标位置信息,计算出所述目标位置的相邻位置信息;

所述计算模块还根据所述相邻位置信息,计算出所述机器人所在路径的当前曲率值;

所述判断模块接收所述计算模块输出的当前曲率值,判断所述当前曲率值与第一曲率阈值的大小;

若所述当前曲率值大于所述第一曲率阈值,所述判断模块进一步判断所述机器人的当前速度与第一速度阈值的大小;

速度控制模块,所述速度控制模块与所述判断模块电连接,所述速度控制模块接收所述判断模块输出的所述机器人的当前速度大于第一速度阈值,则所述机器人的当前速度以第一预设阈值进行减小;

所述判断模块还判断所述机器人是否到达所述目标位置;

若所述机器人到达所述目标位置,所述判断模块进一步判断所述机器人的当前朝向与所述目标位置的规划朝向之间的差值是否满足第一阈值;

所述朝向控制模块接收所述判断模块输出的所述机器人的当前朝向与所述目标位置的规划朝向之间的差值不满足第一阈值,所述机器人以预设角速度旋转。

8.根据权利要求7所述的机器人的运动控制系统,其特征在于,还包括:所述计算模块还根据所述机器人的实时位置信息、目标位置信息,计算出所述实时位置和目标位置所在的直线段与坐标系上横轴所形成的目标夹角,所述坐标系设置在所述地图上;

获取模块,所述获取模块用于获取所述机器人的当前朝向与所述坐标系上横轴所形成的当前夹角;

所述判断模块还分别与所述计算模块、获取模块电连接,所述判断模块接收所述计算模块输出的目标夹角,所述判断模块还接收所述获取模块输出的当前夹角,判断所述当前夹角与所述目标夹角是否相同;

所述朝向控制模块与所述判断模块电连接,所述朝向控制模块接收所述判断模块输出的所述当前夹角与所述目标夹角不同,则所述机器人以预设角速度旋转;否则,所述机器人保持当前朝向。