用于轨迹跟踪的扫地机前视位姿控制方法和系统技术方案

本发明专利技术涉及一种用于轨迹跟踪的扫地机前视位姿控制方法和系统，其中控制方法包括：从目标轨迹中选择前视目标点，计算所述前视目标点与扫地机位姿的向量差，得到位姿误差；将所述位姿误差传递给PID控制器，生成控制量；所述控制量包括X轴控制量、Y轴控制量和方向角控制量；将所述X轴控制量、所述Y轴控制量合成线速度指令；根据所述方向角控制量生成角速度指令。本发明专利技术结合了结合了扫地机的工作场景，提高了扫地机的轨迹跟踪精确度，并解决了在扫地机大幅度转向过程中跟踪容易产生误差的问题。

The method and system of front view pose control of sweeper for track tracking

【技术实现步骤摘要】
用于轨迹跟踪的扫地机前视位姿控制方法和系统
本专利技术涉及扫地机，具体涉及一种用于轨迹跟踪的扫地机前视位姿控制方法和系统。
技术介绍
扫地机应当在保证安全的情况下，尽可能地覆盖工作环境中的空闲区域。它主要用于家庭和办公环境的清扫，而这样的环境中存在很多狭小的角落。所以通常采用可以原地转动的差速轮进行驱动。扫地机在使用过程中还涉及轨迹跟踪的问题。在现有技术中，轨迹跟踪的方法主要有以下两种：专利CN201811134109.9公开了一种基于PurePursuit改良的智能车辆路径跟踪方法。轨迹跟踪问题是无人驾驶技术需要解决的一个基础问题，在无人汽车领域得到了比较充分的研究。PurePursuit(纯追踪法)是一种无人汽车中的常用的轨迹跟踪方法，但是由于汽车这种前向加转舵的驱动方式需要较为开阔的工作空间，所以PurePursuit跟踪方法并不完全适用于扫地机。PurePursuit方法的关键在于前视距离。用于PurePursuit方法的控制器总是在汽车前进的方向上，从目标路径中选择一个到汽车当前驱动轴位置有一定距离的点。这个距本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于轨迹跟踪的扫地机前视位姿控制方法，其特征在于，包括：/n从目标轨迹中选择前视目标点，计算所述前视目标点与扫地机位姿的向量差，得到位姿误差；/n将所述位姿误差传递给PID控制器，生成控制量；所述控制量包括X轴控制量、Y轴控制量和方向角控制量；/n将所述X轴控制量、所述Y轴控制量合成线速度指令；根据所述方向角控制量生成角速度指令。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于轨迹跟踪的扫地机前视位姿控制方法，其特征在于，包括：
从目标轨迹中选择前视目标点，计算所述前视目标点与扫地机位姿的向量差，得到位姿误差；
将所述位姿误差传递给PID控制器，生成控制量；所述控制量包括X轴控制量、Y轴控制量和方向角控制量；
将所述X轴控制量、所述Y轴控制量合成线速度指令；根据所述方向角控制量生成角速度指令。


2.根据权利要求1所述的用于轨迹跟踪的扫地机前视位姿控制方法，其特征在于，从目标轨迹中选择前视目标点的方法是：
记录上一个控制周期所选择的前视目标点；
在当前控制周期中，从上一个控制周期所选择的前视目标点开始依次计算所述目标轨迹中的各个路径点到扫地机当前位置的欧式距离；
第一个到扫地机当前位置的欧式距离大于前视距离的点作为当前控制周期的前视目标点。


3.根据权利要求2所述的用于轨迹跟踪的扫地机前视位姿控制方法，其特征在于，当目标轨迹更新后，以新的目标轨迹的第一个路径点作为上一个控制周期的前视目标点。


4.根据权利要求1所述的用于轨迹跟踪的扫地机前视位姿控制方法，其特征在于，位姿误差包括X轴坐标误差、Y轴坐标误差和方向角度误差；X轴坐标误差、Y轴坐标误差和方向角度误差分别传递给三个独立的PID控制器，三个独立的PID控制器分别生成X轴控制量、Y轴控制量和方向角控制量。


5.根据权利要求1所述的用于轨迹跟踪的扫地机前视位姿控制方法，其特征在于，对所述线速度进行限幅，实际线速度控制量vcmd为：



其中，β为线速度衰减因子，vmax为最大线速度，v为所合成的线速度，dθ是位姿误差中的角度误差，是根据角度误差dθ限制之后的扫地机线速度。


6.根据权利要求1所述的用于轨...

【专利技术属性】
技术研发人员：高乙超，
申请(专利权)人：轻客智能科技江苏有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32