一种移动机器人的加减速方法

技术领域

本发明属于机器人控制技术领域，更具体地，本发明涉及一种移动机器人的加减速方法。

背景技术

机器人技术综合了多学科的发展成果，代表了高技术的发展前沿。20世纪60年代以来，机械加工、弧焊点焊、喷涂、装配、检测等各种类型的机器人相继出现并迅速应用于工业生产，极大提高了各种产品的一致性和质量。然而，这些固定于某一位置操作的机器人并不能完全满足各方面的需要。

与之相比，移动机器人可通过传感器感知环境和自身状态，实现在有障碍物的环境中面向目标的自主运动，并完成一定的作业功能。统计资料表明，在现代制造系统中，各种物料的传输时间占整个生产过程的80-90％，物料传输与存储费用占整个零部件加工费用的30-40％，物流输送设备的自动化水平将直接影响整个制造系统的性能。

移动机器人在运动时，过快或者过慢的加减速都会导致车辆的抖动，突然的刹车车辆的转弯半径的变化造成跟踪效果差。

发明内容

本发明提供一种移动机器人的加减速方法，旨在改善上述问题。

本发明是这样实现的，一种动机器人的加减速方法，所述方法包括如下步骤：

(1)计算移动机器人当前时刻线速度v

(2)基于修正后的线速度v

(3)控制移动机器人下一时刻输出修正后的线速度值v

进一步的，若移动机器人的线速度当前处于加速状态，则基于线速度加速度模型来修正下一时刻线速度，其中，线速度加速度模型保证线速度的加速度不大于设定的加速度阈值a

进一步的，若移动机器人的线速度当前处于减速状态，则基于线速度减速模型来修正下一时刻的线速度；

线速度的减速度b

进一步的，在线速度v

进一步的，在线速度v

进一步的，在线速度v

进一步的，若移动机器人的角速度当前处于加速状态，则基于角速度加速度模型来修正下一时刻角速度，角速度加速度模型保证角速度加速度不大于设定的加速度阈值a

进一步的，若移动机器人的角速度当前处于减速状态，则基于角速度减速度模型来修正下一时刻角速度，角速度减速值n＝0.02*(Δω*180/π)

将角度n转化为弧度，即

进一步的，在移动机器人向前移动时，下一时刻修正后的线速度v′

移动机器人向后移动时，下一时刻修正后的线速度v′

本发明提出了的移动机器人的加减速方法，根据移动机器人前后时刻线速度及角速度的变化，动态更改相应的下一时刻的输出值，在保证车体平稳运动的前提下，尽可能的保证机器人沿原行驶轨迹行驶，提高了移动机器人的安全性能和操控性能。

附图说明

图1为本发明实施例提供的移动机器人的加减速方法流程图。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，以帮助本领域的技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。

图1为本发明实施例提供的移动机器人的加减速方法流程图，该方法包括如下步骤：

(1)计算移动机器人当前时刻线速度v

线速度加速度模型保证线速度加速度不大于设定的加速度阈值a

线速度减速度模型在移动机器人速度较快时，其减速值较高，从而确保车体的安全，当速度较低时，减速度减小，保证车辆平稳的停止。在前后两帧移动机器人的速度差为Δv，则减速度值设为b

在移动机器人向前移动时，若Δv>0时，则表示机器人加速运行，若Δv<0时，则机器人减速运行，因此下一时刻修正后的线速度v′

移动机器人向后移动时，若Δv<0时，则表示机器人加速运行，此时加速度方向与速度方向一致，若Δv>0时，则机器人减速运行，此时加速度方向与速度方向相反，因此下一时刻修正后的线速度v′

(2)基于修正后的线速度v′

在本发明实施例中，角速度w′

(21)在线速度v

(22)在线速度v

此时，

(23)在线速度v

在角速度处于加速状态时，基于角速度加速度模型来修正下一时刻的角速度，

角速度加速度模型保证角速度加速度不大于设定的加速度阈值a

在角速度处于减速状态时，基于角速度减速度模型来修正下一时刻的角速度，角速度减速模型当移动机器人角速度较快时，其减速值较高，从而确保车体的安全，当角速度较低时，减速度减小，保证车辆平稳的旋转停止。假设前后两帧移动机器人的角速度差为Δw，则角速度减速度值设为b

将最终的角度n转化为弧度制，即

假设当前时刻的角速度为w

移动机器人在左旋转运动时，若Δw＞0，则表示机器人左转加速运行，若Δw＜0时，则机器人左转减速运行，此时下一时刻修正后的角速度w

移动机器人在右旋转移动，若Δw＜0时，则表示机器人右转加速运行，角速度方向与角速度的加速度方向一致，若Δw＞0时，则机器人右转减速运行，角速度方向与角速度的加速度方向相反，此时下一刻修正后的角速度w

(3)下一时刻输出修正后的线速度值v′

上述当前时刻的线速度v

需要说明的是，上述加减速控制方法在急停模式下无效，急停模式包含车体的急停按钮被按下、避障雷达的紧急刹车距离生效、或者防撞条生效等情况触发急停。

本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。