一种室外移动机器人导引方法及导引系统技术方案

一种室外移动机器人导引方法及导引系统，包括(1)计算机器人的当前经度、纬度、航向角；(2)判断机器人是否收到路径规划结果，即目标导引路径坐标点集；(3)更新导引路线，得到导引直线函数；(4)根据经度、纬度、航向角以及导引直线函数计算横向偏差Δd和角度偏差Δθ；(5)将Δd和Δθ作为反馈观测输入数字PID控制器，得到控制量，作为伺服电机的输入量，驱动移动机器人按导引路线运动；(6)更新计算机器人当前经度、纬度、航向角；(7)判断机器人是否移动到达中间点；(8)判断是否到达最终目标点，若到达最终目标点则结束，完成机器人导引。本发明专利技术能够修正角度误差，同时修正横向偏差，不仅适应宽大道路、场地，还能适应窄小的道路和环境。

A Guidance Method and System for Outdoor Mobile Robot

A guidance method and guidance system for outdoor mobile robot includes: (1) the current longitude, latitude and heading angle of the computer robot; (2) judging whether the robot receives the result of path planning, i.e. the coordinate point set of the target guidance path; (3) updating the guidance path to obtain the guidance line function; (4) calculating the lateral deviation D and angle based on longitude, latitude, heading angle and the guidance line function. Deviation theta; (5) Input D and theta as feedback observation into digital PID controller, and get control quantity, as input of servo motor, driving mobile robot to move according to guidance path; (6) Update current longitude, latitude and heading angle of computer robot; (7) Judge whether the robot moves to the middle point; (8) Judge whether it reaches the final target point or not, if it reaches the final target point, it will knot. Beam, complete the robot guidance. The invention can correct angle error and lateral deviation, and can not only adapt to wide roads and sites, but also to narrow roads and environments.

【技术实现步骤摘要】
一种室外移动机器人导引方法及导引系统
本专利技术涉及一种室外移动机器人导引方法，属于无人系统领域。
技术介绍
随着“工业4.0”及“中国制造2025”的概念相继被提出，移动机器人技术得到了充足发展。近几年来，移动机器人被广泛应用于物流搬运、分拣、无人泊车、安防巡逻、服务等领域中。导引技术作为移动机器人控制系统最重要的技术之一，关系到移动机器人运行的安全性、可靠性和高效性。目前国内外相关学者主要通过视觉、磁感应、激光、惯性、无线定位、卫星导航、激光雷达等方式进行移动机器人导引。俞毓锋在自动化学报发表的《基于道路结构特征的智能车单目视觉定位》中利用单目相机提取道路中的车道线线特征，计算得到智能车相对车道线的平移向量和旋转矩阵，用于反馈控制智能车运动，实现智能车自动按照车道线导引前进。刘帅在华北电力大学硕士学位论文《变电站轨道机器人的高鲁棒性定位方法》中设计的变电站巡检机器人沿着铺设的铁轨运动，同时轨道指定位置设计定位针用于定位和控制，机器人可以在铁轨铺设范围内进行巡检工作，定位针定位精度达到毫米级。牛祉霏在华北电力大学硕士学位论文《变电站设备巡检机器人系统设计方案的研究与应用》中设计的变本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种室外移动机器人导引方法，其特征在于步骤如下：(1)通过安装在机器人上的差分卫星/惯性组合导航系统计算得到机器人的当前经度λ、纬度L、航向角ψ；(2)判断机器人是否收到路径规划结果，即目标导引路径坐标点集{(λ1,L1)，…，(λn,Ln)}n≥2，若收到则将导引路线计数index初始化为2并进入步骤(3)，否则返回步骤(1)；(3)更新导引路线，得到导引直线函数；(4)根据机器人上差分卫星/惯性组合导航系统输出的经度λ、纬度L、航向角ψ以及导引直线函数计算横向偏差Δd和角度偏差Δθ；(5)将Δd和Δθ作为反馈观测输入数字PID控制器，得到控制量u(t)，作为伺服电机的输入量，驱动移动机...

【技术特征摘要】
1.一种室外移动机器人导引方法，其特征在于步骤如下：(1)通过安装在机器人上的差分卫星/惯性组合导航系统计算得到机器人的当前经度λ、纬度L、航向角ψ；(2)判断机器人是否收到路径规划结果，即目标导引路径坐标点集{(λ1,L1)，…，(λn,Ln)}n≥2，若收到则将导引路线计数index初始化为2并进入步骤(3)，否则返回步骤(1)；(3)更新导引路线，得到导引直线函数；(4)根据机器人上差分卫星/惯性组合导航系统输出的经度λ、纬度L、航向角ψ以及导引直线函数计算横向偏差Δd和角度偏差Δθ；(5)将Δd和Δθ作为反馈观测输入数字PID控制器，得到控制量u(t)，作为伺服电机的输入量，驱动移动机器人按导引路线运动：(6)令所述差分卫星/惯性组合导航系统更新计算机器人当前经度λ、纬度L、航向角ψ；(7)判断机器人是否移动到达中间点(λindex,Lindex)，若到达则进入步骤(8)，否则返回步骤(4)；(8)判断是否到达最终目标点(λn,Ln)，若到达最终目标点则结束，完成机器人导引，否则令index加1并返回步骤(3)更新导引路线。2.根据权利要求1所述的一种室外移动机器人导引方法，其特征在于：所述步骤(3)更新导引路线，得到导引直线函数，具体为：(3.1)导引路线的起始点为(λindex-1,Lindex-1)，终点为(λindex,Lindex)；(3.2)根据起始点和终点计算导引直线函数a·λ+b·L+1＝0：3.根据权利要求1所述的一种室外移动机器人导引方法，其特征在于：所述步骤(4)计算横向偏差Δd和角度偏差Δθ，具体为：4.根据权利要求1所述的一种室外移动机器人导引方法，其特征在于：步骤(5)中数字PID控制器表示为其中，Kp、Ki、Kd为PID控制参数，通过试验调试获得；e(t)为时刻t的偏差量。5.根据权利要求1所述的一种室外移动机器人导引方法，其特征在于：所述步骤(7)判断到达的条件如下：机器人与目标点(λindex,Lindex)之间的距离不大于预设值M，即：6.根据权利要求5所述的一种室外移动机器人导引方法，其特征在于：所述预设值M的...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴平，刘秀娟，刘刚军，牛志朝，崔孟楠，王禺雄，郭丰睿，刘浩，武欣，窦志红，赵炳英，郑剑，王浩，
申请(专利权)人：北京航天自动控制研究所，中国运载火箭技术研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11