机器人运动建模方法技术

本发明专利技术提供了一种机器人运动建模方法。该方法包括：标定机器人获取机器人机械参数和运动参数；安装编码器，实时采集编码器数据；以不同的控制周期和加速度控制机器人运动，使用蒙特卡洛方法拟合在该配置下机器人的速度校正模型和位移校正模型；通过非线性优化方法，拟合任意周期和加速度配置下的机器人速度校正模型和位移校正模型。本发明专利技术通过蒙特卡洛方法拟合和非线性优化得到的机器人的运动模型，解决了因机器人控制的离散性和滞后性带来的运动控制偏差问题，提高了机器人轨迹精度和停止精度。精度。精度。

【技术实现步骤摘要】
机器人运动建模方法


[0001]本专利技术涉及智能机器人领域，尤其是机器人的运动建模。

技术介绍

[0002]随着硬件和人工智能的发展，移动机器人应用日益广泛，在仓储物流、加工制造、医疗教育等方面发挥越来越多的作用。
[0003]机器人的在复杂环境中工作，需实时进行自我定位和环境感知，并规划未来的路径。在沿着规划好的路径移动过程中，机器人实际运动轨迹和规划的理论轨迹的误差越小越好，即轨迹精度越高越好。精确的运动控制是机器人执行各种任务的基础；尤其是在复杂的环境中，机器人的轨迹精度越高，机器人发生碰撞的概率越小；精确的路径跟随也给定位算法提供了更精确的初始值。譬如在仓储机器人中，几十甚至上百个机器人同时工作，机器人偏离运行路线太远会导致机器人相互碰撞。而且机器人每次都要要停止在二维码的正上方，偏离太远会导致机器人的相机拍摄不到二维码而无法定位。机器人的精确运动控制是非常关键的模块。
[0004]机器人运动控制的理论指导是物理运动学理论，如匀加速直线运动公式。但是实际上，电机的速度控制是离散周期性的，速度并不是连续变化的，直接用运动本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种机器人运动建模方法，其特征在于，包括：步骤s1，标定机器人，获取机器人的机械参数和运动参数；步骤s2，在机器人驱动轮上安装编码器，在机器人运动过程中，实时采集编码器数据；步骤s3，离散采样加速度值acc∈(a
min
，a
max
)及控制周期T∈(T
min
，T
max
)，构成控制配置组合(acc，T)；步骤s4，通过加速度acc和控制周期T来控制机器人运动，使用蒙特卡洛方法拟合速度校正模型f
v
(acc，T)及位移校正模型f
s
(acc，T)；步骤s5，根据离散配置下的已有模型集合{f
v
(acc
i
，T
i
)，f
s
(acc
i
，T
i
)|i∈(1，N)}，通过非线性优化技术，拟合任意加速度a和控制周期t
c
下的速度校正模型f
v
(a，t
c
)和位移校正模型f
s
(a，t
c
)。2.根据权利要求1所述的机器人运动建模方法，其特征在于，步骤s1中标定机器人环节所获取机器人的机械参数和运动参数，包括驱动轮直径、驱动轮间距、电机最大转速、电机最大加速度。3.根据权利要求1所述的机器人运动建模方法，其特征在于，步骤s1中还包括以下步骤：步骤s11，控制机器人直行，测量行驶的实际距离，记录左右驱动轮的数字编码器读数增量，计算出该次测试的左右驱动轮的直径；步骤s12，控制机器人转弯，当机器人旋转360度时，记录左右驱动轮的编码器读数增量；根据编码器读数的增量和步骤s11计算出的左右轮直径，计算出该次测试的左右驱动轮间距；步骤s13，多次测试取平均值，求出驱动轮直径及间距；步骤s14，根据驱动轮直径和编码器线数，建立编码器读数增量到车轮行驶距离的映射函数Tr(enr)。4.根据权利要求1所述的机器人运动建模方法，其特征在于，运动模型的参数包括：模型的输入参数包括控制周期T和加速度acc；模型的输出参数包括速度校正模型f
v
(a，t
c
)和位移校正模型f
s
(a，t
c
)。5.根据权利要求1所述的机器人运动建模方法，其特征在于，步骤s4中拟合速度校正模型f
...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘永，刘超，
申请(专利权)人：上海知步邦智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：