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一种基于动态窗口法和动力学模型的移动机器人控制方法

申请号: CN202311448034.2
申请人: 霞智科技有限公司
申请日期: 2023/11/2

摘要文本

本发明公开了一种基于动态窗口法和动力学模型的移动机器人控制方法,涉及移动机器人运动规划与控制技术领域,具体包括以下步骤:步骤一、以动态窗口法为局部路径规划算法;步骤二、采用路径跟踪算法,移动机器人动力学模型建立LQR方程;步骤三、引入前馈控制来消除LQR控制的稳态误差;步骤四、使用自适应的线速度控制方法。本发明的有益效果是:提出了一种基于动态窗口法、动力学LQR和前馈控制的移动机器人路径跟踪控制算法,准确求解控制角速度,综合考虑路径规划算法和路径跟踪算法,既巧妙地利用了路径规划算法的中间结果,在不占用新计算资源前提下求解自适应线速度,又解决了控制算法因为兼容规划算法而损失性能的问题。

专利详细信息

项目 内容
专利名称 一种基于动态窗口法和动力学模型的移动机器人控制方法
专利类型 发明申请
申请号 CN202311448034.2
申请日 2023/11/2
公告号 CN117519151A
公开日 2024/2/6
IPC主分类号 G05D1/43
权利人 霞智科技有限公司
发明人 左金念
地址 江苏省南京市栖霞区紫东路2号紫东国际创意园C17栋

专利主权项内容

1.一种基于动态窗口法和动力学模型的移动机器人控制方法,其特征在于,具体包括以下步骤:步骤一、以动态窗口法为局部路径规划算法:动态窗口法以全局路径为参考路径,均匀地向参考路径两侧采样N条路径;步骤二、采用路径跟踪算法,移动机器人动力学模型建立LQR方程:对路径规划,根据各条路径与障碍物之间的距离、路径与参考路径之间的距离和各个路径之间的变道成本因素计算各条路径代价成本,选择代价成本最低的路径作为最终待跟踪路径,计算得到当前位置与跟踪路径中参考位置之间的稳态误差;步骤三、引入前馈控制来消除LQR控制的稳态误差:代入前馈输入量,消除误差,最终得到横向角度控制量,即角速度;步骤四、使用自适应的线速度控制方法:将局部路径规划算法所采样路径的路径成本和相对位置作为变量,自适应地给出控制线速度。