基于四轮差速模型的多维度MPC运动规划方法及系统技术方案

本发明专利技术提供了基于四轮差速模型的多维度MPC运动规划方法及系统。在每个控制周期内，执行：S1，计算参考线上每个路径点的期望线速度，参考线包括期望位置坐标和期望航向角；S2，预测未来时间T内的预测轨迹；S3，利用预测轨迹求解目标优化函数获得控制序列，选取控制序列的第一个元素作为下一控制周期的控制量，并将控制量输入移动目标的运动控制系统；控制序列的元素包括线加速度和角速度，目标优化函数用于实现未来时间T内的横向误差、航向误差、线速度误差、角速度和线角速度的和最小。降低了对上游模块的要求，对速度做实时调节，以线加速度和角速度为控制量，能有效避免速度变化幅度过大甚至突变，运行过程更平稳。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及轨迹规划及运动控制，尤其涉及基于四轮差速模型的多维度mpc运动规划方法及系统。

技术介绍

1、随着科技创新快速发展，自主导航机器人(automated guided vehicle，agv)逐渐在物流、仓储、清洁、安保、医疗、农业、巡检等领域受到广泛的应用，运动规划作为agv导航框架中的重要组件，也一直是学术界和产业界的研究热点。在动态环境中，常用的运动规划算法包括模型预测控制算法(model predictive control，mpc)、动态窗口算法和人工势场法。mpc相对于其它运动规划方法具有对模型精度要求不高，鲁棒性及稳定性良好，可有效处理多变量约束的问题等诸多优点，被越来越多地运用到了运动规划领域。

2、然而，现有的mpc算法应用在运动规划时，很难对速度做实时的调节，往往认为运行过程中速度保持不变，无法达到最佳的控制效果。对此，现有技术中一种解决方式是由上游模块生成详细的参考轨迹，参考轨迹包含位置坐标、速度、加速度、航向角以及时间，计算量大且复杂度高，对上游模块要求较高，在参考线多变和复杂场景下，不利于导航的实时控制，且本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.基于四轮差速模型的多维度MPC运动规划方法，其特征在于，在每个控制周期内，执行：

2.如权利要求1所述的基于四轮差速模型的多维度MPC运动规划方法，其特征在于，所述步骤S1中，计算参考线上每个路径点的期望线速度，包括：

3.如权利要求2所述的基于四轮差速模型的多维度MPC运动规划方法，其特征在于，所述步骤S11中，计算参考线上每个路径点的曲率，包括：

4.如权利要求2所述的基于四轮差速模型的多维度MPC运动规划方法，其特征在于，所述步骤S13包括：

5.如权利要求4所述的基于四轮差速模型的多维度MPC运动规划方法，其特征在于，求取第j个...

【技术特征摘要】

1.基于四轮差速模型的多维度mpc运动规划方法，其特征在于，在每个控制周期内，执行：

2.如权利要求1所述的基于四轮差速模型的多维度mpc运动规划方法，其特征在于，所述步骤s1中，计算参考线上每个路径点的期望线速度，包括：

3.如权利要求2所述的基于四轮差速模型的多维度mpc运动规划方法，其特征在于，所述步骤s11中，计算参考线上每个路径点的曲率，包括：

4.如权利要求2所述的基于四轮差速模型的多维度mpc运动规划方法，其特征在于，所述步骤s13包括：

5.如权利要求4所述的基于四轮差速模型的多维度mpc运动规划方法，其特征在于，求取第j个分段上路径点的期望线速度，包括：

6.如权利要求1-5之一所述的基于四轮差速模型的多维度m...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱冬，尹大祥，翟延武，胡小东，唐国梅，
申请(专利权)人：七腾机器人有限公司，
类型：发明
国别省市：