本發(fā)明涉及機器人，尤其涉及一種用于雙輪差速機器人行進中的cidv消抖方法。

背景技術(shù)：

1、機器人slam和自主導(dǎo)航的系統(tǒng)主要涉及三個重點：一是地圖精確建模；二是機器人準確定位；三是路徑實時規(guī)劃。與室外定位與導(dǎo)航可以使用gps不同，室內(nèi)環(huán)境下的這個問題就比較復(fù)雜。原因是機器人在未知的環(huán)境中從一個未知位置開始移動，移動過程中根據(jù)位置估計和地圖進行自身定位，同時建造增量式地圖，實現(xiàn)機器人的自主定位和導(dǎo)航。就像一個盲人在一個未知的環(huán)境里，如果想感知周圍的大概情況，那么他需要伸展雙手作為他的“傳感器”，不斷探索四周是否有障礙物。當然這個“傳感器”有量程范圍，他還需要不斷移動，同時在心中整合已經(jīng)感知到的信息。當感覺新探索的環(huán)境好像是之前遇到過的某個位置，他就會校正心中整合好的地圖，同時也會校正自己當前所處的位置。當然，作為一個盲人，感知能力有限，所以他探索的環(huán)境信息會存在誤差，而且他會根據(jù)自己的確定程度為探索到的障礙物設(shè)置一個概率值，概率值越大，表示這里有障礙物的可能性越大。

2、目前，雙輪差速輪轂電機的機器人slam與自主導(dǎo)航行進過程對電機加/減速度要求較高，在動態(tài)路徑規(guī)劃過程中，僅采用單一的梯形直線式加減速，加速度過小，抖動現(xiàn)象輕微但是導(dǎo)航產(chǎn)生的誤差過大，機器人路線發(fā)生偏轉(zhuǎn)，甚至導(dǎo)航失??；加速度過大時，機器人尋點時啟停的抖動過大，嚴重時可使機器人翻倒，產(chǎn)生安全事故。一般方案通過添加數(shù)字pi調(diào)節(jié)器，但pi數(shù)值在較小的范圍內(nèi)，無明顯解決效果。p值過大，會對機器人行走過程中產(chǎn)生前后拉拽的現(xiàn)象，i值過大又會使機器人密閉腔體里產(chǎn)生共鳴現(xiàn)象，加大電機運轉(zhuǎn)時的電流噪聲。因此，急需開發(fā)一種用于雙輪差速機器人行進中的cidv消抖方法以解決上述技術(shù)問題。

3、有鑒于此，特提出本發(fā)明。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明的目的是提供一種用于雙輪差速機器人行進中的cidv消抖方法，使加減變化的速度值隨速度與時間的積分呈現(xiàn)一條平滑的曲線，通過保持加速度在較大的數(shù)值，從而對動態(tài)路徑規(guī)劃對機器人移動做出的指示反應(yīng)靈敏，導(dǎo)航精準且啟停平順無抖動。

2、為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的一種用于雙輪差速機器人行進中的cidv消抖方法，包括如下步驟：

3、s1：對路徑規(guī)劃出的各個區(qū)間數(shù)據(jù)，進行逐個區(qū)間數(shù)據(jù)提取，記錄各個指標數(shù)據(jù)集合i：本方案最終計算出速度、加速度所需要的約束函數(shù)f和加權(quán)值，依賴于一個連續(xù)變量區(qū)間，要求選點的區(qū)間應(yīng)至少滿足間斷點是可被一個零測度集所覆蓋，區(qū)間整體是連續(xù)的，放寬限制條件，允許存在少數(shù)不連續(xù)點，統(tǒng)一操作為：對于各個區(qū)間選取上下和間隔趨于零，可定義為在的第i個子區(qū)間[]?上函數(shù)f的上下和，分別記為和；對于區(qū)間取極限操作，此步驟提供速度值用于下面加權(quán)約束計算出的最終的速度值；

4、s2：對各個指標數(shù)據(jù)集合i細化小分割，直到每個指標數(shù)據(jù)的各個小分割中的寬度和振幅；此步驟用于上面步驟選擇的指標集的二次分割，得到進一步細化區(qū)間的效果，提供出更加連續(xù)的區(qū)間，以保證最終得到的加速度曲線平順；

5、s3：選取小分割中的代表點，取該點速度代表該時刻速度，從而根據(jù)約束和加權(quán)函數(shù)計算出要變化的加減速度；

6、s4：回到s2的過程，繼續(xù)循環(huán)執(zhí)行，直到遍歷完全部指標數(shù)據(jù)，得出整體規(guī)劃出的軌跡。

7、優(yōu)選地，所述s1的具體步驟為：

8、對于區(qū)間[a,?b]?的任何分割，在的第i個子區(qū)間[]?上函數(shù)f的上下確界分別記為，將前述分割記錄進指標數(shù)據(jù)集合i。

9、優(yōu)選地，所述s2的具體步驟為：

10、在上下和近乎一致的情況下建立運動學(xué)模型函數(shù)，公式為：

11、；

12、建立運動學(xué)模型函數(shù)分段連續(xù)并且可微分的總約束函數(shù)，公式為：

13、；

14、；

15、其中，為綜合考慮各種約束的目標函數(shù)，為此運動學(xué)模型下的分段連續(xù)并且可微分的總約束函數(shù)，?為約束函數(shù)取前兩個變量取值為（振幅）和時的約束情形，為每項的權(quán)值，為規(guī)劃出的最優(yōu)的路徑指標集，為偏移因子，s為縮放比例，n為階數(shù)。

16、優(yōu)選地，所述s3的具體步驟為：

17、選取小分割中的標志點，取該點速度代表小分割區(qū)間段的曲線速度，逐步給出要變化的加減速度；其中，用如下公式分別計算出曲線速度和加減速度：

18、

19、本發(fā)明提供的一種用于雙輪差速機器人行進中的cidv消抖方法，具有如下有益效果：

20、1．本發(fā)明有效避免了現(xiàn)有技術(shù)中存在的在動態(tài)路徑規(guī)劃過程中，對待整體規(guī)劃過程，僅對整體劃分，而不對規(guī)劃出的各個位移內(nèi)部的各個小區(qū)間細化分割，劃分粒度不夠精細的技術(shù)問題，本發(fā)明提供的一種用于雙輪差速機器人行進中的cidv消抖方法，不僅重新細化分割，并對導(dǎo)航過程中的間斷點這類原有方案直接舍棄從而降低導(dǎo)航精度的異常情況，采用可被零測度集覆蓋，保證盡量多的分割依然處處連續(xù)可積理論依然有效，從而統(tǒng)一處理異常情況，在解決原有方案弊端的同時，提高了導(dǎo)航方法效率。其中，cidv為curveincrease?decrease?velocity，譯意為曲線加減速度。

21、2．本發(fā)明因不限制對加減速度的調(diào)節(jié)減緩抖動現(xiàn)象，故對加減速度具有更高的調(diào)節(jié)范圍，可將數(shù)值設(shè)置到60rpm以上，從而保證導(dǎo)航的精確性。

22、3．本發(fā)明因不必須依靠pi調(diào)節(jié)減緩抖動現(xiàn)象，故無需針對p值、i值進行逐個情況，逐個數(shù)值進行匹配減少編程、部署和調(diào)試成本，從而避免了pi調(diào)節(jié)中針對機器人實際情況不可避免的反復(fù)拉拽和電流噪聲。

技術(shù)特征：

1.一種用于雙輪差速機器人行進中的cidv消抖方法，其特征在于，包括如下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于雙輪差速機器人行進中的cidv消抖方法，其特征在于，所述s1的具體步驟為：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于雙輪差速機器人行進中的cidv消抖方法，其特征在于，所述s2的具體步驟為：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于雙輪差速機器人行進中的cidv消抖方法，其特征在于，所述s3的具體步驟為：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種用于雙輪差速機器人行進中的CIDV消抖方法，包括如下步驟：S1：對路徑規(guī)劃出的各個區(qū)間數(shù)據(jù)，進行逐個區(qū)間數(shù)據(jù)提取，記錄各個指標數(shù)據(jù)集合I；S2：對各個指標數(shù)據(jù)集合I細化小分割，直到每個指標數(shù)據(jù)的各個小分割中的寬度和振幅；S3：選取小分割中的代表點，取該點速度代表該時刻速度，從而根據(jù)約束和加權(quán)函數(shù)計算出要變化的加減速度；S4：回到S2的過程，繼續(xù)循環(huán)執(zhí)行，直到遍歷完全部指標數(shù)據(jù)，得出整體規(guī)劃出的軌跡；本發(fā)明使加減變化的速度值隨速度與時間的積分呈現(xiàn)一條平滑的曲線，不限制對加減速度的調(diào)節(jié)，減緩抖動現(xiàn)象，故對加減速度具有更高的調(diào)節(jié)范圍，從而保證導(dǎo)航的精確性。

技術(shù)研發(fā)人員：尹利,尹春燕,曹磊,楊鳳彪
受保護的技術(shù)使用者：天津卡雷爾機器人技術(shù)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/21