The invention relates to the technical field of mobile robot operation accuracy control, and provides a method of robot displacement compensation based on variance, which includes the following steps: establishing coordinate system, calculating real-time speed of robot X-axis and Y-axis according to speed data and rotation data obtained by sampling; and calculating adjacent two sampling intervals of computer robot in X-axis and Y-axis. The relative displacements on X-axis and Y-axis are superposed by the relative displacements of each adjacent sampling interval on X-axis and Y-axis respectively, and the displacements of the robot on X-axis and Y-axis are obtained. The command speed of the robot in X-axis and Y-axis directions is computed. The real-time speed and command speed of the robot are used to calculate the speed of the robot in X-axis and Y-axis directions. The final displacement of the robot in the direction of X axis and Y axis is computed by using the trained neural network to output the influence factors of the direction of X axis and Y axis. The invention effectively improves the accuracy of the mobile control of the robot.
【技术实现步骤摘要】
一种基于方差的机器人位移补偿方法
本专利技术属于移动机器人作业精度控制
,具体地说,涉及一种基于方差的机器人位移补偿方法。
技术介绍
移动机器人是自动执行工作的机器装置。它既可以接受人类指挥,又可以运行预先编排的程序,也可以根据以人工智能技术制定的原则纲领行动。它的任务是协助或取代人类工作的工作,例如生产业、建筑业,或是危险的工作。“移动”是机器人的重要属性,移动机器人的发展已有半个世纪的历史。20世纪60年代,斯坦福大学研究所研究出了自主移动机器人Shakey,它可以在复杂的环境下进行对象识别、自主推理、路径规划及控制等功能。70年代,随着计算机技术与传感器技术的发展与应用,移动人机器人的研究出现了新高潮。进入90年代后,随着技术的迅猛发展,移动机器人向实用化、系列化、智能化进军。轮式移动机器人是移动机器人中应用最多的一种机器人,在相对平坦的地面上,用轮式移动方式是相当优越的。轮式移动机构根据车轮的多少有1轮、2轮、3轮、4轮及多轮机构。1轮及2轮移动机构在实现上的障碍主要是稳定性问题,实际应用的轮式移动机构多采用3轮和4轮。在实际行走过程中,机器人计算得到的理论位移总会与实际位移有一定误差。机器人的运动是通过改变轮子转速来实现的,但是速度是在随时改变的,通过传感器获得的机器人底盘移动速度会有误差,而地面的摩擦系数等因素也会加大计算的误差,导致机器人无法移动到指定位置。
技术实现思路
针对现有技术中上述的不足,本专利技术的目的在于提供一种基于方差的机器人位移补偿方法,通过对计算位移进行补偿来减小误差,接近实际位移。。为了达到上述目的,本专利技术采用的解 ...
【技术保护点】
1.一种基于方差的机器人位移补偿方法,应用于三轮机器人,所述三轮机器人包括用于采集三轮机器人速度数据的编码器及采集三轮机器人旋转数据的陀螺仪,其特征在于,包括以下步骤:S1.建立坐标系,根据采样得到的速度数据及旋转数据计算所述三轮机器人的速度vx及vy,其中,vx为三轮机器人在X轴方向上的速度,vy为三轮机器人在Y轴方向上的速度;S2.根据vx、vy及获取到的所述三轮机器人相对于坐标系的旋转角度θ计算三轮机器人相邻两次采样间隔在X轴上的相对位移Δx及Y轴上的相对位移Δy,分别将X轴和Y轴上每次相邻采样间隔的相对位移叠加,得到三轮机器人在X轴上的位移x及Y轴上的位移y;S3.通过PID算法分别计算所述三轮机器人在X轴方向上的命令速度v_comx及在Y轴方向上的命令速度v_comy;S4.通过所述三轮机器人的实时速度v_realx、v_realy及命令速度v_comx、v_comy分别计算三轮机器人在X轴方向上的速度方差
【技术特征摘要】
1.一种基于方差的机器人位移补偿方法,应用于三轮机器人,所述三轮机器人包括用于采集三轮机器人速度数据的编码器及采集三轮机器人旋转数据的陀螺仪,其特征在于,包括以下步骤:S1.建立坐标系,根据采样得到的速度数据及旋转数据计算所述三轮机器人的速度vx及vy,其中,vx为三轮机器人在X轴方向上的速度,vy为三轮机器人在Y轴方向上的速度;S2.根据vx、vy及获取到的所述三轮机器人相对于坐标系的旋转角度θ计算三轮机器人相邻两次采样间隔在X轴上的相对位移Δx及Y轴上的相对位移Δy,分别将X轴和Y轴上每次相邻采样间隔的相对位移叠加,得到三轮机器人在X轴上的位移x及Y轴上的位移y;S3.通过PID算法分别计算所述三轮机器人在X轴方向上的命令速度v_comx及在Y轴方向上的命令速度v_comy;S4.通过所述三轮机器人的实时速度v_realx、v_realy及命令速度v_comx、v_comy分别计算三轮机器人在X轴方向上的速度方差及Y轴方向上的速度方差其中,v_realx=vx,v_realy=vy;S5.建立BP神经网络,以v_realx、v_realy、及θ为输入数据,对BP神经网络进行训练直至BP神经网络收敛,通过训练好的BP神经网络输出X轴方向的影响因子Kx及Y轴方向的影响因子Ky;S6.通过位移计算公式计算所述三轮机器人在X轴方向上的最终计算位移xtotal及在Y轴方向上的最终位移ytotal,所述位移计算公式如下:2.根据权利要求1所述的一种基于方差的机器人位移补偿方法,其特征在于,所述步骤S1还包括:通过编码器分别对所述三轮机器人的左轮、右轮及后轮进行速度数据的采样,通过陀螺仪获取三轮机器人绕自身几何中心的旋转速度,建立如下速度模型:则,由上式可得,其中,ω1为三轮机器人左轮的转动速度,ω2为三轮机器人右轮的转动速度...
【专利技术属性】
技术研发人员:彭倍,卢念,邵继业,
申请(专利权)人:四川阿泰因机器人智能装备有限公司,
类型:发明
国别省市:四川,51
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