System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 移动机器人的速度控制方法、装置、电子设备及存储介质制造方法及图纸_技高网

移动机器人的速度控制方法、装置、电子设备及存储介质制造方法及图纸

技术编号:41345886 阅读:14 留言:0更新日期:2024-05-20 10:01
本申请提供了移动机器人的速度控制方法、装置、电子设备及存储介质,获取移动机器人的速度变化指令,确定移动机器人的目标行驶速度;基于目标行驶速度和移动机器人的最大加速度,确定移动机器人速度和加速度的映射关系;针对于移动机器人的运动过程的每一时刻,根据移动机器人在该时刻的行驶速度以及速度和加速度的映射关系,确定移动机器人在该时刻的瞬时加速度,并基于瞬时加速度确定移动机器人下一时刻的行驶速度,调整移动机器人的行驶速度,直至行驶速度达到目标行驶速度。这样,通过速度和加速度的映射关系约束运动过程的加速度,从而使移动机器人在保证速度平稳变化的情况下到达目标行驶速度,提高了移动机器人速度控制的平稳性。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及运动控制,尤其涉及移动机器人的速度控制方法、装置、电子设备及存储介质


技术介绍

1、移动机器人(mobile robot)是自动执行工作的机器装置,在制作精密仪器的自动化产业中,常被用于运送精密元器件。精密元器件在被运送的过程中,对移动机器人运动过程的实时速度控制的平稳性具有很高的要求。

2、为了实现对移动机器人运动过程的实时速度控制,需要对移动机器人进行速度规划,现有技术中存在梯形速度规划、s形(sigmoid)速度规划以及sin曲线速度规划等速度规划方法。其中,梯形速度规划的加速度存在跳变,导致速度曲线不平滑,不满足平稳性的要求;s形速度规划虽然速度曲线平滑,但是加速度计算涉及复杂的幂运算,耗时较长,无法满足运动过程的实时速度控制的要求;sin曲线规划的速度曲线平滑,且加速度计算不涉及复杂的幂运算,既满足平稳性的要求,又满足实时速度控制的要求。基于此,通常采用速度曲线平滑且计算简单的sin曲线速度规划方法,对移动机器人的运动过程进行实时速度控制。

3、然而,现有的sin曲线速度规划方法是速度与时间的sin曲线,曲线的最大斜率即移动机器人运动过程规划的最大加速度与移动机器人的目标行驶速度正相关,当目标行驶速度很大时,规划的最大加速度会超过移动机器人能够承受的最大加速度,可能导致移动机器人的电机出现抖动或过冲等现象,移动机器人速度控制的平稳性差。


技术实现思路

1、有鉴于此,本申请的目的在于提供一种移动机器人的速度控制方法、装置,电子设备及存储介质,通过速度和加速度的映射关系约束运动过程的加速度,从而使移动机器人在保证速度平稳变化的情况下到达目标行驶速度,提高了移动机器人速度控制的平稳性。

2、本申请主要包括以下几个方面:

3、第一方面,本申请实施例提供了一种移动机器人的速度控制方法,所述方法包括:

4、获取移动机器人的速度变化指令,确定所述移动机器人的目标行驶速度;

5、基于所述目标行驶速度和所述移动机器人的最大加速度,确定所述移动机器人速度和加速度的映射关系;

6、针对于所述移动机器人的运动过程的每一时刻,根据所述移动机器人在该时刻的行驶速度以及所述速度和加速度的映射关系,确定所述移动机器人在该时刻的瞬时加速度,并基于所述瞬时加速度确定所述移动机器人下一时刻的行驶速度,调整所述移动机器人的行驶速度,直至所述行驶速度达到目标行驶速度。

7、在一种可能的实施方式中,当所述速度变化指令为加速指令时,所述基于所述目标行驶速度和所述移动机器人的最大加速度,确定所述移动机器人速度和加速度的映射关系,包括:

8、根据所述目标行驶速度和所述移动机器人的最大加速度,确定所述移动机器人速度和加速的第一初始映射关系;

9、将所述第一初始映射关系中对应加速度大于所述最大加速度部分的速度与所述最大加速度重新建立映射关系,得到约束后的速度和加速度的第一映射关系;

10、将所述第一映射关系作为所述移动机器人速度和加速度的映射关系。

11、进一步地,所述移动机器人的运动过程包括加加速阶段、匀加速阶段以及减加速阶段;

12、在所述加加速阶段,所述移动机器人的速度小于目标行驶速度的一半且加速度小于最大加速度,所述速度与所述加速度正相关;

13、在所述匀加速阶段,所述移动机器人的速度均匀增加,加速度保持最大加速度不变;

14、在所述减加速阶段,所述移动机器人的速度大于目标行驶速度的一半且加速度小于最大加速度,所述速度与所述加速度负相关。

15、进一步地,在所述移动机器人的运动过程的第一时刻,通过预设的第一最小启动加速度确定所述移动机器人加速到下一时刻的速度。

16、在一种可能的实施方式中,当所述速度变化指令为减速指令时,所述基于所述目标行驶速度和所述移动机器人的最大加速度,确定所述移动机器人速度和加速度的映射关系,包括:

17、根据获取到的所述移动机器人的初始速度、所述目标行驶速度以及所述移动机器人的最大减速加速度,确定所述移动机器人速度和加速度的第二初始映射关系;

18、将所述第二初始映射关系中对应加速度小于所述最大减速加速度部分的速度与所述最大减速加速度重新建立映射关系,得到约束后的速度和加速度的第二映射关系;

19、将所述第二映射关系作为所述移动机器人速度和加速度的映射关系。

20、进一步地,所述移动机器人的运动过程包括加减速阶段、匀减速阶段以及减减速阶段;

21、在所述加减速阶段,所述移动机器人的速度大于所述初始速度的一半且加速度大于最大减速加速度,所述速度与所述加速度正相关;

22、在所述匀减速阶段,所述移动机器人的速度均匀减小,加速度保持最大减速加速度不变;

23、在所述减减速阶段,所述移动机器人的速度小于所述初始速度的一半且加速度大于最大减速加速度,所述速度与所述加速度负相关。

24、进一步地,在所述移动机器人的运动过程的第一时刻,通过预设的第二最小启动加速度确定所述移动机器人减速到下一时刻的速度。

25、第二方面,本申请实施例还提供一种移动机器人的速度控制装置,所述速度控制装置包括:

26、获取模块,用于获取移动机器人的速度变化指令,确定所述移动机器人的目标行驶速度;

27、确定模块,用于基于所述目标行驶速度和所述移动机器人的最大加速度,确定所述移动机器人速度和加速度的映射关系;

28、控制模块,用于针对于所述移动机器人的运动过程的每一时刻,根据所述移动机器人在该时刻的行驶速度以及所述速度和加速度的映射关系,确定所述移动机器人在该时刻的瞬时加速度,并基于所述瞬时加速度确定所述移动机器人下一时刻的速度,调整所述移动机器人的行驶速度,直至所述行驶速度达到目标行驶速度。

29、第三方面,本申请实施例还提供了一种电子设备,包括:处理器、存储器和总线,所述存储器存储有所述处理器可执行的机器可读指令,当电子设备运行时,所述处理器与所述存储器之间通过所述总线进行通信,所述机器可读指令被所述处理器运行时执行如上所述的移动机器人的速度控制方法的步骤。

30、第四方面,本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器运行时执行如上所述的移动机器人的速度控制的步骤。

31、本申请实施例提供了移动机器人的速度控制方法、装置、电子设备及存储介质,获取移动机器人的速度变化指令,确定移动机器人的目标行驶速度;基于目标行驶速度和移动机器人的最大加速度,确定移动机器人速度和加速度的映射关系;针对于移动机器人的运动过程的每一时刻,根据移动机器人在该时刻的行驶速度以及速度和加速度的映射关系,确定移动机器人在该时刻的瞬时加速度,并基于瞬时加速度确定移动机器人下一时刻的行驶速度,调整移动机器人的行驶速度,直至行驶速度达到本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种移动机器人的速度控制方法,其特征在于,所述方法包括:

2.根据权利要求1所述的速度控制方法,其特征在于,当所述速度变化指令为加速指令时,所述基于所述目标行驶速度和所述移动机器人的最大加速度,确定所述移动机器人速度和加速度的映射关系,包括:

3.根据权利要求2所述的速度控制方法,其特征在于,所述移动机器人的运动过程包括加加速阶段、匀加速阶段以及减加速阶段;

4.根据权利要求2所述的速度控制方法,其特征在于,在所述移动机器人的运动过程的第一时刻,通过预设的第一最小启动加速度确定所述移动机器人加速到下一时刻的速度。

5.根据权利要求1所述的速度控制方法,其特征在于,当所述速度变化指令为减速指令时,所述基于所述目标行驶速度和所述移动机器人的最大加速度,确定所述移动机器人速度和加速度的映射关系,包括:

6.根据权利要求5所述的速度控制方法,其特征在于,所述移动机器人的运动过程包括加减速阶段、匀减速阶段以及减减速阶段;

7.根据权利要求5所述的速度控制方法,其特征在于,在所述移动机器人的运动过程的第一时刻,通过预设的第二最小启动加速度确定所述移动机器人减速到下一时刻的速度。

8.一种移动机器人的速度控制装置,其特征在于,所述速度控制装置包括:

9.一种电子设备,其特征在于,包括:处理器、存储器和总线,所述存储器存储有所述处理器可执行的机器可读指令,当电子设备运行时,所述处理器与所述存储器之间通过所述总线进行通信,所述机器可读指令被所述处理器运行时执行如权利要求1至7任一所述的移动机器人的速度控制方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器运行时执行如权利要求1至7任一所述的移动机器人的速度控制方法的步骤。

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【技术特征摘要】

1.一种移动机器人的速度控制方法,其特征在于,所述方法包括:

2.根据权利要求1所述的速度控制方法,其特征在于,当所述速度变化指令为加速指令时,所述基于所述目标行驶速度和所述移动机器人的最大加速度,确定所述移动机器人速度和加速度的映射关系,包括:

3.根据权利要求2所述的速度控制方法,其特征在于,所述移动机器人的运动过程包括加加速阶段、匀加速阶段以及减加速阶段;

4.根据权利要求2所述的速度控制方法,其特征在于,在所述移动机器人的运动过程的第一时刻,通过预设的第一最小启动加速度确定所述移动机器人加速到下一时刻的速度。

5.根据权利要求1所述的速度控制方法,其特征在于,当所述速度变化指令为减速指令时,所述基于所述目标行驶速度和所述移动机器人的最大加速度,确定所述移动机器人速度和加速度的映射关系,包括:

6.根据权利要求5所述的速度控制方...

【专利技术属性】
技术研发人员:刘晓飞杨立业刘常伦
申请(专利权)人:浙江欣奕华智能科技有限公司
类型:发明
国别省市:

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