【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及轮式移动机器人伺服控制领域，尤其是一种基于点镇定的轮式移动机器人目标跟踪控制方法。
技术介绍
轮式移动机器人在物料自动搬运、特殊人群服务、抢险救灾，以及危险地域探索等方面的应用具有不可比拟的优势，已广泛地应用于工业、农业、服务业、国防和宇宙探索等领域，对人类社会的生产和生活产生了积极而深远的影响。例如，美国国家宇航局研制的“好奇号”火星探测车成功登陆火星，为人类探测外星生命打下坚实的基础。近年来，针对轮式移动机器人的控制研究产生诸多分支，其中一个重要的分支就是视觉伺服控制的研究。随着各类传感器的发展，特别是视觉传感器，为轮式移动机器人视觉伺服控制研究提供了更为广阔的应用空间。根据摄像机安装位置的不同，机器人视觉伺服系统分为eye-to-hand(固定摄像机)系统及eye-in-hand(手眼)系统。eye-to-hand系统的摄像机安装在机器人本体之外，通过摄像机获得目标及机器人的控制位姿来控制机器人跟踪目标，此类系统不易出现目标丢失的现象，但机器人的运动容易造成目标的遮挡。eye-in-hand系统的摄像机安装于机器人本体上，由机器人运动带动摄像机运动，此类系统对于防止目标遮挡有较强的优势，但又容易出现目标丢失的情况。因此，如何更好地解决以上两种问题是轮式移动机器人目标跟踪控制研究的难点。综上所述，研究如何令轮式移动机器人在已知环境下，不出现目标丢失和目标遮挡且快速有效地跟踪上目标，对于轮式移动机器人的智能化、自主化，都具有重要的理论价值和实际意义。
技术实现思路
专利技术目的：针对上述现有技术存在的缺陷，本专利技术旨在提供一种解决轮式移动机...
【技术保护点】
一种基于点镇定的轮式移动机器人目标跟踪控制方法，其特征在于，具体包括如下步骤：(1)对轮式移动机器人进行分析，建立轮式移动机器人非完整运动学模型；(2)利用单目摄像头获取目标对机器人本体的相对位置差ρ和相对姿态差α；(3)建立虚拟跟踪目标并根据步骤(2)中所得的ρ和α，与步骤(1)中的运动学模型结合，设计机器人的线速度v与角速度ω；(4)将步骤(3)中设计的线速度v与角速度ω代入李雅普诺夫函数，若李雅普诺夫函数收敛至零，则验证了所设计的线速度v和角速度ω使得系统渐近稳定，且机器人已准确地跟踪上目标若李雅普诺夫函数未收敛至零，则返回步骤(3)重新设计机器人的线速度v与角速度ω。
【技术特征摘要】
1.一种基于点镇定的轮式移动机器人目标跟踪控制方法，其特征在于，具体包括如下步骤：(1)对轮式移动机器人进行分析，建立轮式移动机器人非完整运动学模型；(2)利用单目摄像头获取目标对机器人本体的相对位置差ρ和相对姿态差α；(3)建立虚拟跟踪目标并根据步骤(2)中所得的ρ和α，与步骤(1)中的运动学模型结合，设计机器人的线速度v与角速度ω；(4)将步骤(3)中设计的线速度v与角速度ω代入李雅普诺夫函数，若李雅普诺夫函数收敛至零，则验证了所设计的线速度v和角速度ω使得系统渐近稳定，且机器人已准确地跟踪上目标若李雅普诺夫函数未收敛至零，则返回步骤(3)重新设计机器人的线速度v与角速度ω。2.根据权利要求1所述的一种基于点镇定的轮式移动机器人目标跟踪控制方法，其特征在于，步骤(1)中所述轮式移动机器人非完整运动学模型具体为： x · = v c o s θ y · = v sin θ θ · = ω ]]>其中(x,y)是机器人在世界坐标系下的坐标，θ是机器人在世界坐标系下的航向角。3.根据权利要求1所述的一种基于点镇定的轮式移动机器人目标跟踪控制方法，其特征在于，步骤(2)中所述获取目标对机器人本体的相对位置差ρ和相对姿态差α具体为： ρ = ( x - x b ) 2 + ( y - y b ) 2 α = arctan ( y ~ b x ~ b ) ...
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