[发明专利]一种面向移动机器人的不停车控制方法及系统

权利要求书

1.一种面向移动机器人的不停车控制方法，其特征在于，所述移动机器人包括移动平台和多自由度机械臂，包括：

基于所述多自由度机械臂末端执行器的速度控制率，控制所述多自由度机械臂末端速度按照控制率下的速度进行运动；

基于所述移动平台的速度控制率，控制所述移动平台与目标的相对位姿；

将所述移动平台的速度作为控制量，采用前馈控制补偿方式，消除所述移动平台运动导致的所述多自由度机械臂末端的运动分量，实现移动机器人的不停车作业。

2.如权利要求1所述的面向移动机器人的不停车控制方法，其特征在于，所述多自由度机械臂末端执行器的速度控制率包括机械臂末端执行器的线速度控制率和机械臂末端执行器的角速度控制率，其中：

机械臂末端执行器的线速度控制率为：

机械臂末端执行器的角速度控制率为：

其中，v₁为机械臂末端执行器的线速度矢量，ω₁为机械臂末端执行器的角速度矢量，Ω为ω₁在机械臂末端坐标系下的坐标向量，P为机械臂末端与目标之间的位置差，φ为机械臂末端与目标之间的角度差，K_P，K_I，K_D为PID参数，分别对应比例项、积分项和微分项。

3.如权利要求2所述的面向移动机器人的不停车控制方法，其特征在于，在所述基于所述多自由度机械臂末端执行器的速度控制率，控制所述多自由度机械臂末端速度按照控制率下的速度进行运动中，所述机多自由度机械臂末端速度通过运动学建模表示为：

其中，为机械臂的关节角速度矢量，V为机械臂的速度矢量，J为机械臂的雅克比矩阵。

4.如权利要求1所述的面向移动机器人的不停车控制方法，其特征在于，所述移动平台的速度控制率包括移动平台的线速度控制率和移动平台的角速度控制率，其中：

移动平台的线速度控制率为：

移动平台的角速度控制率表示为：

其中，v₂为移动平台的线速度矢量，ω₂为移动平台的角速度矢量，q为移动平台与目标之间的位置差，ψ为移动平台目标之间的角度差。K′_P，K′_I，K′_D为PID参数，分别对应比例项、积分项和微分项。

5.如权利要求4所述的面向移动机器人的不停车控制方法，其特征在于，所述基于所述移动平台的速度控制率，控制所述移动平台与目标的相对位姿，包括：

输入目标位姿，根据所述移动平台当前的位姿与目标位姿之间的误差，通过PID控制计算出所述移动平台的角速度和线速度；

根据所述移动平台的角速度和线速度，计算所述移动平台的移动速度；

利用所述移动平台的移动速度及安装在所述移动平台上的激光雷达定位数据，对所述移动平台的位姿进行更新，得到所述移动平台的更新位姿；

将所述移动平台的更新位姿于所述目标位姿的误差作为PID控制反馈输入，实现闭环控制。

6.一种面向移动机器人的不停车控制系统，其特征在于，包括机械臂控制回路、移动平台控制回路和前馈支路，其中：

机械臂控制回路用于基于所述多自由度机械臂末端执行器的速度控制率，控制所述多自由度机械臂末端速度按照控制率下的速度进行运动；

移动平台控制回路用于基于所述移动平台的速度控制率，控制所述移动平台与目标的相对位姿；

前馈支路用于将所述移动平台的速度作为控制量，采用前馈控制补偿方式，消除所述移动平台运动导致的所述多自由度机械臂末端的运动分量，实现移动机器人的不停车作业。