一种仿生机器人的移动方向矫正方法技术

本发明专利技术公开了一种仿生机器人的移动方向矫正方法，涉及仿生机器人技术领域，该方法通过采集仿生机器人的定位参数和姿态参数，并发送给控制模块

【技术实现步骤摘要】
一种仿生机器人的移动方向矫正方法


[0001]本专利技术属于仿生机器人
，具体涉及一种仿生机器人的移动方向矫正方法
。

技术介绍

[0002]仿生机器人的发展与社会的科技进步和需求密切相关
。
随着计算机科学和机器学习的迅速发展，使得仿生机器人能够更好地感知和理解环境，自主地进行决策和规划，其中，强化学习和模式识别等技术逐渐在仿生机器人控制中得到应用
。
传感器的应用使得仿生机器人能够获取更多的环境信息，并将其用于控制决策和行为生成
。
[0003]然而随着仿生机器人的应用场景越来越复杂，对其行为和运动的精确控制要求也越来越高，传统的控制方法难以应对复杂环境和任务需求，因此引入新的控制方法变得迫切
。
尽管仿生机器人方向控制技术取得了一定的进展，但目前仍存在一些不足之处：
[0004]某些仿生机器人控制方法需要进行大量的训练和学习，以适应不同环境和任务，这需要耗费大量的时间和资源；在现有的仿生机器人控制方法中，对于传感器和机械误差方面的鲁棒性和稳定性处理不足，这导致控制结果的不准确性和不稳定性，影响机器人的运动性能
。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种仿生机器人的移动方向矫正方法，用于解决现有技术中涉及仿生机器人的移动方向矫正的技术问题
。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：
[0007]一种仿生机器人的移动方向矫正方法，步骤如下：/>[0008]步骤
S1
：传感器模块采集仿生机器人的定位参数和姿态参数，并发送给控制模块；
[0009]步骤
S2
：误差补偿模块对仿生机器人进行误差自检，根据仿生机器人引出的系统误差，通过误差计算，得到误差因子，修改仿生机器人的控制律，并发送给控制模块；
[0010]步骤
S3
：控制模块根据误差补偿后的控制律进行仿生机器人的运动控制；
[0011]步骤
S4
：反馈模块实时根据定位参数及姿态参数对仿生机器人是否偏离目标位置进行判断，将反馈信号反馈给控制模块；
[0012]步骤
S5
：控制模块接收反馈模块的反馈信号，调整控制律后进行仿生机器人的运动控制，回到步骤
S4
；
[0013]步骤
S6
：持续反馈调节，直到仿生机器人反馈模块计算得到
S
r
＝0，即仿生机器人到达目标位置，反馈模块向控制模块发送结束信号，停止对仿生机器人的运动控制
。
[0014]优选地，在固定坐标系下，定位参数与姿态参数通过
(x,y,
θ
)
表示，其中
x、y
表示仿生机器人的坐标，
θ
表示仿生机器人的角度
。
[0015]优选地，控制模块对仿生机器人的运动控制方法包括，通过控制仿生机器人的线速度，控制仿生机器人直线运动的速度和距离；通过控制仿生机器人的角速度，控制仿生机
器人转弯的速度和角度；
[0016]仿生机器人的线速度式为：
[0017][0018]其中，
+
表示仿生机器人处于向前运动状态，
‑
表示仿生机器人处于向后运动状态；
[0019]仿生机器人的角速度式为：
[0020][0021]其中
X
r
、Y
r
为惯性坐标系下的位置坐标参考，
+
表示仿生机器人处于向右转弯状态，
‑
表示仿生机器人处于向左转弯状态
。
[0022]优选地，反馈模块判断是否偏离目标位置的方法，步骤如下：反馈模块接收定位参数后，根据目标位置坐标
x
tar
,y
tar
，
r
时刻位置坐标
x
r
,y
r
和
r
‑1时刻位置坐标
x
r
‑1,y
r
‑1，计算出
r
‑1时刻与
r
时刻时与目标位置坐标相距距离的差值，式为：
[0023]Δ
S
＝
S
r
‑
S
r
‑1[0024][0025][0026]若
Δ
S
大于0，则说明仿生机器人远离目标位置，反馈模块向控制模块发送远离信号，将仿生机器人线速度取相反数；
[0027]若
Δ
S
小于0，则说明仿生机器人接近目标位置，反馈模块向控制模块发送未远离信号，使仿生机器人线速度保持当前状态；
[0028]反馈模块接收姿态参数后，根据目标位置坐标
x
tar
,y
tar
，
r
时刻定位参数与姿态参数
x
r
,y
r
,
θ
r
，计算出
r
时刻时，相对于目标位置的偏航系数
δ
：
[0029][0030]其中，当机器人处于向前运动状态时，
k
＝0，当机器人处于向后运动状态时，
k
＝1；
[0031]若偏航系数绝对值小于5％，则说明仿生机器人正沿目标方向移动，反馈模块向控制模块发送未偏离信号，使仿生机器人角速度保持当前状态；
[0032]若偏航系数绝对值大于5％，则说明仿生机器人偏离目标方向移动，反馈模块向控制模块发送偏离信号，将仿生机器人角速度取相反数
。
[0033]优选地，误差计算方法，步骤如下：
[0034]首先，对仿生机器人进行误差计算，误差来源于仿生机器人提供动力的装置和仿生机器人中的机械装置；
[0035]对仿生机器人运动系统中的感性装置进行误差分析，感性装置的总误差为：
q
总
a
＝
q1+q2，其中，
q1表示感性装置的合成互感误差，
q2表示感性装置的固有误差，固有误差根据感性装置的分类具有不同的值，在仿生机器人运动系统中，电动机的固有误差取
0.7
～
0.9
；
[0036]其中，
q1＝
(g
I
+g
U
+(X
I
‑
X
U
)tan
ω
)
×
100
％，其中
g
I
与
X
I
分别为互感电流的比差与角差，
g
U
与
X
U
分别为互感电动势的比差与角差，
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种仿生机器人的移动方向矫正方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤
S1
：传感器模块采集仿生机器人的定位参数和姿态参数，并发送给控制模块；步骤
S2
：误差补偿模块对仿生机器人进行误差自检，根据仿生机器人引出的系统误差，通过误差计算，得到误差因子，修改仿生机器人的控制律，并发送给控制模块；步骤
S3
：控制模块根据误差补偿后的控制律进行仿生机器人的运动控制；步骤
S4
：反馈模块实时根据定位参数及姿态参数对仿生机器人是否偏离目标位置进行判断，将反馈信号反馈给控制模块；步骤
S5
：控制模块接收反馈模块的反馈信号，调整控制律后进行仿生机器人的运动控制，回到步骤
S4
；步骤
S6
：持续反馈调节，直到仿生机器人反馈模块判定仿生机器人到达目标位置，反馈模块向控制模块发送结束信号，停止对仿生机器人的运动控制
。2.
根据权利要求1所述的一种仿生机器人的移动方向矫正方法，其特征在于，步骤
S1
传感器模块采集的定位参数和姿态参数，在固定坐标系下，通过
(x,y,
θ
)
表示，其中
x、y
表示仿生机器人的坐标，
θ
表示仿生机器人的角度
。3.
根据权利要求1所述的一种仿生机器人的移动方向矫正方法，其特征在于，步骤
S3
控制模块对仿生机器人的运动控制方法，包括通过控制仿生机器人的线速度，控制仿生机器人直线运动的速度和距离；通过控制仿生机器人的角速度，控制仿生机器人转弯的速度和角度；仿生机器人的线速度式为：其中，
+
表示仿生机器人处于向前运动状态，
‑
表示仿生机器人处于向后运动状态；仿生机器人的角速度式为：其中
X
r
、Y
r
为惯性坐标系下的位置坐标参考，
+
表示仿生机器人处于向右转弯状态，
‑
表示仿生机器人处于向左转弯状态
。4.
根据权利要求1所述的一种仿生机器人的移动方向矫正方法，其特征在于，步骤
S4
反馈模块判断是否偏离目标位置的方法，包括如下步骤：反馈模块接收定位参数后，根据目标位置坐标
x
tar
,y
tar
，
r
时刻位置坐标
x
r
,y
r
和
r
‑1时刻位置坐标
x
r
‑1,y
r
‑1，计算出
r
‑1时刻与
r
时刻时与目标位置坐标相距距离的差值，式为：
Δ
S
＝
S
r
‑
S
r
‑
11
若
Δ
S
大于0，则说明仿生机器人远离目标位置，反馈模块向控制模块发送远离信号，将仿生机器人线速度取相反数；若
Δ
S
小于0，则说明仿生机器人接近目标位置，反馈模块向控制模块发送未远离信号，使仿生机器人线速度保持当前状态；
反馈模块接收姿态参数后，根据目标位置坐标
x
tar
,y
tar
，
r
时刻定位参数与姿态参数
x
r
,y
r
,
θ
r
，计算出
r
时刻时，相对于目标位置的偏航系数
δ
：其中，当机器人处于向前运动状态时，
k
＝0，当机器人处于向后运动状态时，
k
＝1；若偏航系数绝对值小于5％，则说明仿生机器人正沿目标方向移动，反馈模块向控制模块发送未偏离信号，使仿生机器人角速度保持当前状态；若偏航系数绝对值大于5％，则说明仿生机器人偏离目标方向移动，反馈模块向控制模块发送偏离信号，将仿生机器人角速度取相反数
。5.
根据权利要求1所述的一种仿生机器人的移动方向矫正方法，其特征在于，步骤
S2
...

【专利技术属性】
技术研发人员：费旭锋，黄国柒，
申请(专利权)人：上海鲸鱼机器人科技有限公司，
类型：发明
国别省市：