一种基于场强信息的等值线跟踪方法技术

本发明专利技术提出一种基于场强信息的等值线跟踪方法，属于机器人场源搜索领域。该方法首先在平面坐标系下建立移动机器人的动力学模型，移动机器人开始对期望的等值线进行跟踪后，通过机器人安装的传感器测量机器人当前位置的信号场的场强信息，最后基于场强信息设计控制量，控制移动机器人到达期望的场强，并对该强度对应的等值线持续跟踪。本发明专利技术的方法仅需要场强信息作为反馈变量，设计简单，可以在不限制移动机器人初始状态的情况下保证跟踪方法的全局稳定性，并且控制参数的设计不依赖移动机器人的初始位置。本发明专利技术的方法不需要机器人的位置信息和信号场的分布就可以实现有效的等值线跟踪，可靠性高，适合工程应用。

【技术实现步骤摘要】
一种基于场强信息的等值线跟踪方法
本专利技术涉及一种基于场强信息的等值线跟踪方法，属于机器人场源搜索领域。
技术介绍
伴随着移动机器人技术的快速发展，通过移动机器人进行场源搜索在军用和民用领域获得了广泛的应用，比如空气污染监测、火灾监测、海洋污染监测等。其中等值线跟踪是一种特殊的场源搜索方式：移动机器人在跟踪过程中需要到达期望的场强，并沿该场强的对应的等值线持续运行，以此获得信号场的分布信息或者绘制等值线。当利用移动机器人进行等值线跟踪时，在理想情况下，移动机器人的位置和信号场的分布信息均可获得。这时可以通过跟踪信号场的梯度或者负梯度方向实现对期望等值线的跟踪。在一般情况下，移动移动机器人的位置可以通过自身携带的传感器(比如全球卫星定位系统、惯性导航系统等)直接获得，但是信号场的分布信息不能提前获得，比如利用移动机器人确定海洋污染物的扩散范围。这时，可以通过移动机器人携带传感器的量测信息设计估计方法对信号场的梯度信息或者分布函数进行估计，然后再通过跟踪梯度或者负梯度方向实现等值线跟踪。常用的信号场估计方法可以分为两种：第一种是单本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于场强信息的等值线跟踪方法，其特征在于，包括以下步骤：/n(1)在平面坐标系下建立移动机器人的动力学模型：/n

【技术特征摘要】
1.一种基于场强信息的等值线跟踪方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)在平面坐标系下建立移动机器人的动力学模型：






其中，p(t)＝[x(t)；y(t)]表示移动机器人的在t时刻的位置，x(t)和y(t)分别表示移动机器人t时刻在x轴和y轴的坐标，表示t时刻p(t)的变化率，v(t)＝[vx(t)；vy(t)]表示移动机器人在t时刻的线速度，vx(t)和vy(t)分别表示移动机器人t时刻在x轴和y轴的线速度，a(t)表示移动机器人在t时刻的加速度；
(2)令移动机器人开始对期望的等值线进行跟踪，记当前时刻为t；
(3)移动机器人通过自身安装的传感器测量移动机器人t时刻在位置p(t)的场强，表达式如下：
s(t)＝F(p(t))，
其中，F(p(t))表示信号场的函数表达式；
(4)在t时刻...

【专利技术属性】
技术研发人员：游科友，董斐，宋士吉，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京;11