【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及路径跟踪算法，尤其涉及一种巡检复合机器人路径跟踪算法构建方法。
技术介绍
1、为减少人力风险、提高工作效率，巡检复合机器人逐渐被应用于各种领域，如工业自动化、智能制造、缺陷检测等。它由无人移动底盘以及机械臂两大部分组成，具有路径规划、路径跟踪、感知避障等多个功能，通过解析传感器数据，对目标进行智能巡检。但目前市场上的复合机器人路径跟踪过程中，受定位精度以及参考轨迹不平滑等因素影响，易出现过冲问题。
技术实现思路
1、鉴于上述现有存在的问题，提出了本专利技术。
2、因此，本专利技术提供了一种巡检复合机器人路径跟踪算法构建方法，受定位精度以及参考轨迹不平滑等因素影响，易出现过冲问题。
3、为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案，一种巡检复合机器人路径跟踪算法构建方法，包括：
4、采集数据并进行预处理，通过预处理后的数据获取参考路径；采用滑动平均法进行参考路径平滑；进行平滑路径跟踪。
5、作为本专利技术所述的巡检复合机器人路径跟踪算法构建方法的一种优选方案，其中：所述预处理包括，。
6、作为本专利技术所述的巡检复合机器人路径跟踪算法构建方法的一种优选方案，其中：所述参考路径包括，参考路径通过全局路径规划算法搜索或者人工保存示教获得，假设获得路径p，其中路径点数为n，其中任意路径点pi，i∈(0,n)，根据获得的路径进行参考路径平滑。
7、作为本专利技术所述的巡检复合机器人路径跟踪算法构建方法的一
8、
9、其中，n值的选取由参考路径点的密度决定，当路径点密度较大时，n值可以适当增大，防止局部抖动过大；当路径点密度较小时，n值需适当降低，防止平滑后的路径点与参考点之间的重合度降低，影响预期跟踪精度。
10、作为本专利技术所述的巡检复合机器人路径跟踪算法构建方法的一种优选方案，其中：所述参考路径平滑包括，在路径点中寻找距离当前姿态最近的路径点，将当前姿态最近的路径点作为临时跟踪点，使用pid算法进行电机控制，为防止pid解算出的速度超出预期解，对线速度和角速度分别进行最大和最小速度约束，将速度控制在预定范围内。
11、作为本专利技术所述的巡检复合机器人路径跟踪算法构建方法的一种优选方案，其中：所述平滑路径跟踪包括，为防止速度约束造成的超调或滞后现象导致车体的过冲或摇摆，当前车体的偏航角方向向量与车体坐标指向临时目标点的方向向量之间的夹角θ过大时，将线速度进一步缩小，保证方向夹角在允许范围内。
12、作为本专利技术所述的巡检复合机器人路径跟踪算法构建方法的一种优选方案，其中：所述平滑路径跟踪包括，路径跟踪过程中，需要实时解算当前位姿与临时目标点的距离l，保证临时目标点实时更新，当前临时目标点距离车体小于距离，即l<ld时，则更新临时跟踪点。
13、作为本专利技术所述的巡检复合机器人路径跟踪算法构建方法的一种优选方案，其中：所述平滑路径跟踪包括，当临时跟踪点为路径中的末尾点时，跟踪点不再更新，控制车体移动的最终坐标位置，定点旋转至车体预期姿态，完成轨迹跟踪过程，跟踪控制部分角速度及线速度的计算公式分别如下：
14、
15、
16、一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现巡检复合机器人路径跟踪算法构建方法的步骤。
17、一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现巡检复合机器人路径跟踪算法构建方法的步骤。
18、本专利技术的有益效果：本专利技术提供了一种参考路径平滑算法，避免参考路径获取过程中受定位误差影响生成的不平滑路径对路径跟踪算法造成的过冲和来回摆动问题。同时，本专利技术提供了一种差速轮模型纯路径跟踪算法，相比于其它方法，该方法可以更好地限制车体与路径主向量方向夹角，缓解跟踪过程中的过冲和摆动问题。
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1.一种巡检复合机器人路径跟踪算法构建方法，其特征在于：包括，
2.如权利要求1所述的一种巡检复合机器人路径跟踪算法构建方法，其特征在于：所述预处理包括，将所得路径通过半径滤波的方法，即去除当前路径点1m范围内，不足2个邻近路径点的点，其中范围阈值跟随应用场景调整，防止在进行路径平滑过程中出现离群点干扰造成的路径偏差问题。
3.如权利要求2所述的一种巡检复合机器人路径跟踪算法构建方法，其特征在于：所述参考路径包括，参考路径通过全局路径规划算法搜索或者人工保存示教获得，假设获得路径P，其中路径点数为N，其中任意路径点pi，i∈(0,N)，根据获得的路径进行参考路径平滑。
4.如权利要求3所述的一种巡检复合机器人路径跟踪算法构建方法，其特征在于：所述参考路径平滑包括，路径平滑时，以当前点pi为中点设置邻域，获取邻域中数据点的平均值来代替中点pi的值，路径平滑算法的求解公式如下:
5.如权利要求4所述的一种巡检复合机器人路径跟踪算法构建方法，其特征在于：所述参考路径平滑包括，在路径点中寻找距离当前姿态最近的路径点，将当前姿态最近的路径点作
6.如权利要求5所述的一种巡检复合机器人路径跟踪算法构建方法，其特征在于：所述平滑路径跟踪包括，为防止速度约束造成的超调或滞后现象导致车体的过冲或摇摆，当前车体的偏航角方向向量与车体坐标指向临时目标点的方向向量之间的夹角θ过大时，将线速度进一步缩小，保证方向夹角在允许范围内。
7.如权利要求6所述的一种巡检复合机器人路径跟踪算法构建方法，其特征在于：所述平滑路径跟踪包括，路径跟踪过程中，需要实时解算当前位姿与临时目标点的距离l，保证临时目标点实时更新，当前临时目标点距离车体小于距离，即l<ld时，则更新临时跟踪点。
8.如权利要求7所述的一种巡检复合机器人路径跟踪算法构建方法，其特征在于：所述平滑路径跟踪包括，当临时跟踪点为路径中的末尾点时，跟踪点不再更新，控制车体移动的最终坐标位置，定点旋转至车体预期姿态，完成轨迹跟踪过程，跟踪控制部分角速度及线速度的计算公式分别如下：
9.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至8中任一项所述的方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至8中任一项所述的方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种巡检复合机器人路径跟踪算法构建方法，其特征在于：包括，
2.如权利要求1所述的一种巡检复合机器人路径跟踪算法构建方法，其特征在于：所述预处理包括，将所得路径通过半径滤波的方法，即去除当前路径点1m范围内，不足2个邻近路径点的点，其中范围阈值跟随应用场景调整，防止在进行路径平滑过程中出现离群点干扰造成的路径偏差问题。
3.如权利要求2所述的一种巡检复合机器人路径跟踪算法构建方法，其特征在于：所述参考路径包括，参考路径通过全局路径规划算法搜索或者人工保存示教获得，假设获得路径p，其中路径点数为n，其中任意路径点pi，i∈(0,n)，根据获得的路径进行参考路径平滑。
4.如权利要求3所述的一种巡检复合机器人路径跟踪算法构建方法，其特征在于：所述参考路径平滑包括，路径平滑时，以当前点pi为中点设置邻域，获取邻域中数据点的平均值来代替中点pi的值，路径平滑算法的求解公式如下:
5.如权利要求4所述的一种巡检复合机器人路径跟踪算法构建方法，其特征在于：所述参考路径平滑包括，在路径点中寻找距离当前姿态最近的路径点，将当前姿态最近的路径点作为临时跟踪点，使用pid算法进行电机控制，为防止pid解算出的速度超出预期解，对线速度和角速度分别进行最大和最小速度约束，将速度控制在预定范围内。<...
【专利技术属性】
技术研发人员：张文浩，骆敏舟，
申请(专利权)人：江苏集萃智能制造技术研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：
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