CN100573372C - 构建全方位移动装置运动模型的方法及设备 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种构建全方位移动装置运动模型的方法及设备，其构建全方位移动装置运动模型的方法包括以下步骤：控制全方位移动装置按照预先设定的运动参数进行平动，并记录下全方位移动装置各个全方位轮的速度；控制全方位移动装置按照预先设定的运动参数进行转动，并记录下全方位移动装置各个全方位轮的速度；根据全方位移动装置在平动与转动过程中质心的运动信息以及所记录的各个全方位轮的速度，分别建立全方位移动装置在平动与转动方向上的全方位轮到质心运动的传递矩阵；拟合全方位移动装置平动及转动方向上的全方位轮到质心运动的传递矩阵，形成全方位移动装置的运动模型。通过本发明可以建立任意全方位移动装置的运动模型。

Description

构建全方位移动装置运动模型的方法及设备

技术领域

本发明涉及建模方法及建模设备，特别涉及可以通过实验的手段建立任意构建全方位移动装置运动模型的方法及设备。

背景技术

随着社会的进步，机器人已逐渐进入到人们的工作生活中，其可以代替人们完成一系列的工作。而轮式的移动机器人由于其在各行业广阔的应用前景，已经成为机器人研究领域的一个重要分支。早期的轮式移动机器人大多是非完整约束的轮式机器人，其虽然在开阔的工作空间中经过姿态的调整可以达到任意的方向和位置上的移动，但是由于其不具有侧向运动的能力，这样在紧凑的工作空间中就不再适用。

轮式的全方位移动机器人的产生使移动机器人能够在保持机体姿态不变的前提下沿任意方向移动。如图1所示，其为现有轮式移动机器人的一种全方位轮示意图。此全方位轮包括可控的切向主动轮103以及不可控的径向从动轮105，这种主动轮103与从动轮105相结合的构造使轮式移动机器人的路径规划、轨迹跟踪等问题变得相对简单。

而为了可以更好地控制移动机器人的运动，通常情况下需要先建立移动机器人的运动模型，所谓的运动模型就是表示移动机器人运动状态的一系列公式。如专利局申请号为02150239.0的专利提出了一种机器人位置和姿态的推算定位方法及装置，其通过在驱动轮侧加装测量轮，并在全方位轮式机器人的每个轮子的各个自由度安装里程计。然后通过不同的里程计信息的组合，获得多组转弯半径和转向角，再通过信息融合技术得到运动轨迹的转弯半径和转向角，最后结合移动机器人圆弧运动及直线运动的运动模型获得移动机器人的位置和方向。

上述机器人位置和姿态的推算定位方法及装置只要得到全方位移动机器人的转弯半径、转向角、上一次采样时刻的位置和姿态，便可利用其运动模型推算出其当前位置和姿态，不仅提高了定位精度，提高了抗干扰能力，而且可用于不平整地面，并适合于在线实时定位。

但是，目前的轮式移动机器人都是使用解析的方法来建立其运动模型。即假定移动机器人轮子结构的各种参数，包括轮子的个数，安装位置等信息。如上述机器人位置和姿态的推算定位方法及装置中所提到的运动模型用到了移动机器人前后轮子间的距离。然而一般情况下，真实移动机器人的相关参数并不能精确知道，或者由于机械加工精度等问题与设计参数有一定的偏差，此时，这种通过不精确参数解析得到的运动模型就会与实际运动模型出现偏差，严重时会降低装置的可控性能。另外，若是全方位移动机器人没有提供设计图纸，即全方位移动机器人的各种参数不可知，则现有的建模方法无法得到此全方位移动机器人的运动模型。

综上所述，现有的全方位移动机器人的运动模型的建模方法存在以下缺陷：

1、现有的全方位移动机器人的运动模型的建模方法必须基于移动机器人的机械结构，若移动机器人的机械结构不可知，则通过现有的建模方法无法得到其运动模型。

2、通过现有的建模方法建立全方位移动机器人的运动模型时，若移动机器人的结构参数不精确，会造成得到的运动模型与实际运动模型出现偏差，降低移动机器人的可控性能。

发明内容

本发明的目的是提供一种构建全方位移动装置运动模型的方法，以解决现有技术中，若机械结构未知或不精确时，则无法建立精确的运动模型的问题。

本发明的另一目的是提供一种构建全方位移动装置运动模型的设备，以解决现有技术中，若机械结构未知或不精确时，则无法建立精确的运动模型的问题。

本发明提出一种构建全方位移动装置运动模型的方法，用以标定全方位移动装置的运动模型，此全方位移动装置具有至少三个全方位轮。其包括以下步骤：首先，控制全方位移动装置按照预先设定的运动参数进行平动，并记录下全方位移动装置各个全方位轮的速度。其次，控制全方位移动装置按照预先设定的运动参数进行转动，并记录下全方位移动装置各个全方位轮的速度。接着，根据全方位移动装置在平动与转动过程中质心的运动信息以及所记录的各个全方位轮的速度，分别建立全方位移动装置在平动与转动方向上的全方位轮到质心运动的传递矩阵。最后，拟合全方位移动装置平动及转动方向上的全方位轮到质心运动的传递矩阵，形成全方位移动装置的运动模型。

依照本发明较佳实施例所述的构建全方位移动装置运动模型的方法，设定的平动参数包括设定起始角度、角度增大跨度、起始速度、速度增大跨度以及平动次数。设定的转动参数包括设定起始角速度、角速度增大跨度以及转动次数。

依照本发明较佳实施例所述的构建全方位移动装置运动模型的方法，全方位移动装置在平动及转动过程中是自主动作。

依照本发明较佳实施例所述的构建全方位移动装置运动模型的方法，全方位移动装置的平动及转动是通过PID控制方法来控制的。

本发明另提出一种构建全方位移动装置运动模型的设备，用以标定全方位移动装置的运动模型，全方位移动装置包括至少三个全方位轮以及用以测量各个全方位轮速度的测量仪，包括平动机构、转动机构以及上位机。平动机构用以令全方位移动装置进行平动。转动机构设置成与平动机构相对垂直，其用以令全方位移动装置进行转动。上位机其分别与测量仪、平动机构及转动机构相连，用以设置全方位移动装置平动与转动时的动作参数，接收并保存测量仪返回的全方位移动装置平动与转动时各个全方位轮的速度数据，以及根据质心运动信息与全方位轮的速度，分别建立全方位移动装置在平动与转动方向上的全方位轮到质心运动的传递矩阵，并拟合全方位移动装置平动及转动方向上的全方位轮到质心运动的传递矩阵，形成全方位移动装置的运动模型。

依照本发明较佳实施例所述的构建全方位移动装置运动模型的设备，其平动机构还包括皮带、复数个传动轮以及用以控制传动轮转动的平动控制电机，皮带套于传动轮上，平动控制电机分别连接传动轮及上位机。

依照本发明较佳实施例所述的构建全方位移动装置运动模型的设备，其转动机构还包括用以固定全方位移动装置的固定装置、具有刻度的旋转装置以及转动控制电机，旋转装置分别与固定装置及转动控制电机相连。

依照本发明较佳实施例所述的构建全方位移动装置运动模型的设备，其还包括正方向标识器，其与转动机构相连，用以标明全方位移动装置平动及转动时的正方向。

依照本发明较佳实施例所述的构建全方位移动装置运动模型的设备，其上位机包括PID控制装置，其用以向平动机构及转动机构发送PWM控制信号，以控制平动机构及转动机构的动作。

依照本发明较佳实施例所述的构建全方位移动装置运动模型的设备，上位机还包括无线通讯模块，用以接收测量仪测量到的各个全方位轮的速度。

与现有技术相比，本发明具有以下优势：

1、本发明的构建全方位移动装置运动模型的设备可以实现全方位移动装置任意角度任意速度下的稳定平动以及任意角速度的匀速转动，并结合全方位移动装置的轮子速度信息，便可建立其运动模型。因此本发明无须知道全方位移动装置的结构参数便可以建立其运动模型，突破了现有运动模型建立方法的局限性，可以更方便地建立运动模型来对全方位移动装置进行控制，具有很高的实用价值。

2、对于机械结构已知，理论运动模型可以建立的全方位移动装置，可以利用本发明的建模设备与建模方法检测全方位移动装置的结构参数中的不确定因素，并确定理论运动模型与实际动作之间的差异。

附图说明

图1为现有轮式移动机器人的一种全方位轮示意图；

图2为本发明实施例的一种构建全方位移动装置运动模型的设备结构图；

图3为一种全方位轮的全方位的平动速度示意图；

图4为一种四轮全方位轮的排布示意图；

图5为本发明实施例的一种构建全方位移动装置运动模型的方法流程图。

具体实施方式

本发明的原理是：使全方位移动装置分别进行平动与转动，并根据在平动与转动过程中其质心运动信息以及轮子的速度信息，分别建立平动及转动方向上的轮子速度到质心运动的传递方程，最后融合平动及转动方向上的传递方程，得到全方位移动装置从质心运动到轮子速度的传递矩阵。其中，质心是一个质点系的质量中心，它表示物体质量的中心。本发明所述的全方位移动装置既可以是全方位移动机器人，也可以是任何可移动的机械体。

以下结合附图，具体说明本发明。

首先介绍能实现本发明的建模方法的一种构建全方位移动装置运动模型的设备，如图2所示，其用以标定任意全方位移动装置214的运动模型，其中全方位移动装置214包括至少三个全方位轮216以及用以测量各个全方位轮216速度的测量仪(测量仪设置于全方位移动装置214内部，故图中未标明)。此构建全方位移动装置运动模型的设备包括平动机构、转动机构以及上位机201。平动机构又包括皮带203、复数个传动轮205以及控制传动轮转动的平动控制电机207。此平动机构用于令全方位移动装置进行平动，其皮带203套于传动轮205上，平动控制电机207分别连接到传动轮205及上位机201。转动机构又包括固定装置209、具有刻度的旋转装置211以及转动控制电机213。此转动机构用于令全方位移动装置214进行转动，其旋转装置分别与固定装置209及转动控制电机213相连。上位机201是具有数据处理功能的计算机，其分别与平动控制电机207及转动控制电机213相连。

在此建模设备工作前，为了得到良好的测试数据，需要进行设备的初始设定。首先通过固定装置209将全方位移动装置214固定在皮带203与旋转装置211之间。然后要为全方位移动装置214标明一个运动的正方向，如图2中所示，在旋转装置211旁边设置了一个正方向指针218，将全方位移动装置214的正方向对准正方向指针218，并作为初始运动的正方向。

在全方位移动装置214的初始位置调整好之后，要通过上位机201输入全方位移动装置214测试的运动参数，包括平动的参数与转动的参数。平动的参数可以是起始角度、角度增大跨度、起始速度、速度增大跨度以及平动次数等。转动的参数可以是起始角速度、角速度增大跨度以及转动次数等。其中，平动及转动的测试次数要大于一定数值，才能保证后续有足够多的数据对矩阵参数进行拟合。

参数设置完毕之后便可以进行测试，构建全方位移动装置运动模型的设备可以通过上位机201的控制完全自主地进行平动与转动测试。其中，平动测试与转动测试是两个分开进行的动作，也即是在进行平动测试的时候，转动控制电机213处于锁死的状态，在进行转动测试的时候，平动控制电机207处于锁死的状态。比如当全方位移动装置214要以角度30°、速度1.5m/s进行平动时，首先通过旋转装置211转到与正方向夹角30°的位置上，然后平动控制电机207控制传动轮205以1.5m/s的速度转动，此时旋转装置211可以保持锁死状态。于是，全方位移动装置214进行了转动速度为零的平动运动。此次平动结束后，设备自动令全方位移动装置214进入下一个测试动作。另外，上位机201对平动机构及转动机构可以采用传统的PID控制方法，控制信号为PWM波。

在设备运行时，设定的动作参数会记录入上位机201中。并且当全方位移动装置214的动作达到设定的参数值时，测量仪便开始获取各个全方位轮216在一段时间内的速度信息，并将全方位轮216的速度信息传输到上位机201中进行保存。测量仪与上位机201可以采用无线通讯的方式，在上位机201中设置有现场可编程门阵列(FPGA，Field Programmable Gate Array)而现场可编程门阵列带有无线通讯模块，上位机201通过无线通讯模块采集测量仪获得的速度信息。

比如在设定动作参数时，平动参数是起始角度0°，角度增大跨度30°，角度增大次数为5次，起始速度0.5m/s，速度增大跨度0.5m/s，速度增大次数4次。转动参数是起始角速度0.5rad/s，角速度增大跨度0.4rad/s，转动次数为8次。根据这样的设定，上位机201可以从测量仪处接收到平动测试20组数据，转动测试8组数据。

当全方位移动装置214平动及转动测试完毕后，上位机201可以对数据进行浏览和处理，每读入一个测试文件，比如设定角度30°，速度1.5m/s的数据，上位机201的屏幕上就会显示出对应的全方位轮的测量速度值。全方位轮的速度显示出白噪声的序列特性，如图3所示，其为一种全方位轮的全方位的平动速度示意图，图中的所测试的全方位移动装置214具有四个全方位轮，为了提高计算精度，可以通过拉动时间线去除因电机调整而产生的速度尖峰。

对全方位移动装置214建立运动模型的过程也即是上位机201处理数据的过程。运动模型的建立分为两种情况：一种是建立任意结构的对全方位移动装置214的运动模型，即全方位移动装置214的结构不清楚的情况下建立其运动模型；另一种是在知道了全方位移动装置214结构情况下给定其精确的运动模型。

在不知道全方位移动装置214结构的情况下，首先根据上位机201采集到的各个全方位轮216的速度，可以求得全方位轮216的速度平均值。

如以 $v^k={(v_1^k,...,v_k^n)}^T$ 表示第k次测试中n个轮子返回的速度，根据此速度得到第k次n个轮子的速度平均值v＝(v¹，v²，...，v^k)^T。

再根据存储在上位机201中的平动及转动参数，计算得出全方位移动装置214的质心运动数据。若以V^k＝(x^k，y^k，θ^k)^T表示第k次测试的设定值，也即第k次测试时全方位移动装置的质心运动信息可以从V^k＝(x^k，y^k，θ^k)^T中得出。若第k次测试为转动，则对于质心运动信息而言，V^k中的前两项x^k与y^k为零；若第k次测试为平动，对于质心运动信息而言，V^k中的第三项θ^k为零。

然后再将全方位轮216的速度与全方位移动装置214的质心运动数据按照模型(1)进行线性回归处理，便可得到平动及转动方向上全方位轮到质心运动的传递矩阵。最后综合平动及转动的两个分量上的传递矩阵，便可以得到全方位移动装置214的运动模型：

v＝A·V，...............(1)

其中A为n×3矩阵，是从质心运动到全方位轮速度的传递矩阵。本发明最终就是要通过试验的手段确定A。

在应用过程中，由路径规划和运动控制可以得到对全方位移动装置214的控制命令，命令形式为给出质心运动V＝(x，y，θ)^T，于是通过运动模型v＝A·V，的运算将这一控制命令发送给全方位移动装置214的全方位轮的电机进行控制，可以实现对全方位移动装置214的控制。

本发明建立运动模型时还存在另一种情况，当知道了全方位移动装置214结构情况下可以给定其精确的运动模型。上面的方法适用于全方位移动装置214结构未知前提下，或很难精确得到全方位移动装置214结构的场合，但是由于传递矩阵的计算使用线性拟合的方式，所以误差平均分配在每个矩阵参数上，也就是说没有考虑到参数之间的约束关系，这样势必出现一定的偏差，无法保证控制精度。一些时候，我们可以通过机械设计图纸计算出全方位移动装置214运动模型的理论模型，但是由于加工误差或者其他原因，实际运动模型和理论模型存在一定的偏差，此时应用理论模型无法给予全方位移动装置214良好的控制性能，此时同样可以通过本发明的建模设备进行修正，由于设计结构已知，所以我们可以通过理论模型建立传递矩阵参数之间的约束关系，于是通过约束关系下的非线性优化可以给出精确的运动模型。

以下以具体示例来说明。

请参见图4，其为一种四轮全方位轮的排布示意图，4个轮子记作W₁、W₂、W₃、W₄，1、4在前，2、3在后。取小车的质心为原点建立起坐标系∑_R，小车的对称轴为x轴。各轮的轴心在∑_R下的位置向量为P₁、P₂、P₃、P₄。记P_i的长度为L_i，各轮的运动方向(都取逆时针方向)在∑_R下的向量为D_i。各轮与P_i垂直方向的向量为T_i。设D_i与x轴的夹角为

，T_i与x轴的夹角为γ_i。从更复杂的模型考虑这里让T_i，D_i成不同的角度。于是可以得到如上所述的v＝A·V，的形式如下：

可见旋转矩阵中的多个参数之间存在着约束关系，比如第一列和第二列同时受到

和θ的约束，而第一列和第三列存在着

的约束，这样仅仅通过线性拟合是无法体现这样约束关系的，于是需要通过非线性优化手段，对上式总的参数进行求解，才可以得到精确的运动方程。因此，可以利用本发明的建模设备与建模方法检测全方位移动装置的结构参数中的不确定因素，并确定理论运动模型与实际动作之间的差异。

特别的，图2所述构建全方位移动装置运动模型的设备并不限制本发明，只要具备了平动机构、转动机构及上位机的建模设备，且可以实现本发明功能的任意设备皆在本发明的保护范围内。

本发明还提出一种构建全方位移动装置运动模型的方法，用以标定全方位移动装置的运动模型，全方位移动装置具有至少一个全方位轮。请参见图5，其为本发明实施例的一种构建全方位移动装置运动模型的方法流程图，此构建全方位移动装置运动模型的方法包括以下步骤：

S501，控制全方位移动装置按照预设的运动参数进行平动，并记录下全方位移动装置各个全方位轮的速度。

在进行平动之前，先标定一个起始正方向，并以此正方向为起始角度0°。然后设定平动参数，平动参数可以是起始角度、角度增大跨度、起始速度、速度增大跨度以及平动次数等。

并且在平动过程中记录各个全方位轮的速度，速度的记录可以由全方位移动装置自身来完成，可以在其内部设置记速器，在其进行平动的同时记录轮子的速度。

比如设置起始角度0°，角度增大跨度30°，角度增大次数为5次，起始速度0.5m/s，速度增大跨度0.5m/s，速度增大次数4次。按照这种设定，全方位移动装置需要进行20次平动，也即有20组速度数据。

S503，控制全方位移动装置进行转动，并记录下全方位移动装置各个全方位轮的速度。

在进行转动之前，先设定转动参数，转动参数可以是起始角速度、角速度增大跨度以及转动次数等。并且在转动的过程中将全方位轮的速度记录下来，全方位轮的速度同样也可以由全方位移动装置本身来记录。

比如设置起始角速度0.5rad/s，角速度增大跨度0.4rad/s，转动次数为8次，这样即有8组速度数据。

S505，根据全方位移动装置在平动与转动过程中质心的运动信息以及所记录的各个全方位轮的速度，分别建立全方位移动装置在平动与转动方向上的全方位轮到质心运动的传递矩阵。

建立传递方程的过程是一个数据处理的过程，当全方位移动装置平动与转动结束后，分别对平动与转动情况下质心运动的信息及全方位轮的速度进行处理，并通过线性回归得到传递矩阵的前两列和后一列数据。

其中，全方位移动装置的质心运动的信息是通过平动与转动预设的参数值中得出的，而全方位轮的速度是在平动与转动的过程中测量得出的。

以V^k＝(x^k，y^k，θ^k)^T表示第k次测试的设定值为例，也即第k次测试时全方位移动装置的质心运动信息可以从V^k＝(x^k，y^k，θ^k)^T中得出，若第k次测试为转动，则对于质心运动信息而言，V_k中的前两项x^k与y^k为零；若第k次测试为平动，对于质心运动信息而言，V^k中的第三项θ^k为零。

以 $v^k={(v_1^k,...,v_k^n)}^T$ 表示第k次测试中n个轮子返回的速度，根据此速度得到n个轮子的速度平均值v＝(v¹，v²，...，v^k)^T。

而根据模型(1)，便可以使用数据v＝(v¹，v²，...，v^k)^T和V^k＝(x^k，y^k，θ^k)^T进行线性回归，从而分别得到平动与转动方向上的全方位轮到质心运动的传递矩阵。

S507，拟合全方位移动装置平动及转动方向上的全方位轮到质心运动的传递矩阵，形成全方位移动装置的运动模型。

这里是将上述得到的平动及转动方向上的全方位轮到质心运动的传递方程进行拟合，得出全方位移动装置的运动模型：

v＝A·V，

其中A为n×3矩阵，是从质心运动到全方位轮速度的传递矩阵。本发明的最终就是要通过试验的手段确定A。

另外，在全方位移动装置进行平动及转动时，需要采集大于一定次数的数据，才能保证足够多的数据对矩阵参数进行拟合。

在实际应用中，由路径规划和运动控制可以得到对全方位移动装置的控制命令，命令形式为给出质心运动V＝(x，y，θ)^T，于是通过运动模型v＝A·V，的运算将这一控制命令发送给机器人的全方位轮的电机进行控制，可以实现对全方位移动机器人的控制。

如果全方位移动装置的结构已知，也可以通过本发明的建模方法建立精确的运动模型，以图4的四轮全方位轮的排布示意图为例，4个轮子记作W₁、W₂、W₃、W₄，1、4在前，2、3在后。取小车的质心为原点建立起坐标系∑_R，小车的对称轴为x轴。各轮的轴心在∑_R下的位置向量为P₁、P₂、P₃、P₄。记P_i的长度为L_i，各轮的运动方向(都取逆时针方向)在∑_R下的向量为D_i。各轮与P_i垂直方向的向量为T_i。设D_i与x轴的夹角为T_i与x轴的夹角为γ_i。从更复杂的模型考虑这里让T_i，D_i成不同的角度。于是可以得到如上所述的v＝A·V，的形式如下：

可见旋转矩阵中的多个参数之间存在着约束关系，比如第一列和第二列同时受到

和θ的约束，而第一列和第三列存在着

的约束，这样仅仅通过线性拟合是无法体现这样约束关系的，于是需要通过非线性优化手段，对上式总的参数进行求解，才可以得到精确的运动方程。因此，可以利用本发明的建模设备与建模方法检测全方位移动装置的结构参数中的不确定因素，并确定理论运动模型与实际动作之间的差异。

与现有技术相比，本发明具有以下优势：

1、本发明的构建全方位移动装置运动模型的设备可以实现全方位移动装置任意角度任意速度下的稳定平动以及任意角速度的匀速转动，并结合全方位移动装置的轮子速度信息，便可建立其运动模型。因此本发明无须知道全方位移动装置的结构参数便可以建立其运动模型，突破了现有运动模型建立方法的局限性，可以更方便地建立运动模型来对全方位移动装置进行控制，具有很高的实用价值。

2、对于机械结构已知，理论运动模型可以建立的全方位移动装置，可以利用本发明的建模设备与建模方法检测全方位移动装置的结构参数中的不确定因素，并确定理论运动模型与实际动作之间的差异。

以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化，都应落在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1、一种构建全方位移动装置运动模型的方法，用以标定一全方位移动装置的运动模型，该全方位移动装置具有至少三个全方位轮，其特征在于，包括以下步骤：

控制该全方位移动装置按照预先设定的运动参数进行平动，并记录下该全方位移动装置各个全方位轮的速度；

控制该全方位移动装置按照预先设定的运动参数进行转动，并记录下该全方位移动装置各个全方位轮的速度；

根据该全方位移动装置在平动与转动过程中质心的运动信息以及所记录的各个全方位轮的速度，分别建立该全方位移动装置在平动与转动方向上的全方位轮到质心运动的传递矩阵；

拟合该全方位移动装置平动及转动方向上的全方位轮到质心运动的传递矩阵，形成该全方位移动装置的运动模型。

2、如权利要求1所述的构建全方位移动装置运动模型的方法，其特征在于，设定平动参数包括设定起始角度、角度增大跨度、起始速度、速度增大跨度以及平动次数；设定转动参数包括设定起始角速度、角速度增大跨度以及转动次数。

3、如权利要求1所述的构建全方位移动装置运动模型的方法，其特征在于，该全方位移动装置在平动及转动过程中是自主动作。

4、如权利要求1所述的构建全方位移动装置运动模型的方法，其特征在于，该全方位移动装置的平动及转动是通过PID控制方法来控制的。

5、一种构建全方位移动装置运动模型的设备，用以标定一全方位移动装置的运动模型，该全方位移动装置包括至少三个全方位轮以及用以测量各个全方位轮速度的一测量仪，其特征在于，包括：

一平动机构，用以令该全方位移动装置进行平动；

一转动机构，其设置成与该平动机构相对垂直，用以令该全方位移动装置进行转动；

一上位机，其分别与该测量仪、该平动机构及该转动机构相连，用以设置该全方位移动装置平动与转动时的动作参数，接收并保存该测量仪返回的该全方位移动装置平动与转动时各个全方位轮的速度数据，以及根据质心运动信息与全方位轮的速度，分别建立该全方位移动装置在平动与转动方向上的全方位轮到质心运动的传递矩阵，并拟合该全方位移动装置平动及转动方向上的全方位轮到质心运动的传递矩阵，形成该全方位移动装置的运动模型。

6、如权利要求5所述的构建全方位移动装置运动模型的设备，其特征在于，该平动机构包括一皮带、复数个传动轮以及一平动控制电机，该皮带套于这些个传动轮上，该平动控制电机分别连接该上位机及该些个传动轮。

7、如权利要求5所述的构建全方位移动装置运动模型的设备，其特征在于，该转动机构包括用以固定该全方位移动装置的一固定装置、具有刻度的一旋转装置以及一转动控制电机，该旋转装置分别与该固定装置及该转动控制电机相连。

8、如权利要求5所述的构建全方位移动装置运动模型的设备，其特征在于，其还包括一正方向标识器，其与该转动机构相连，用以标明该全方位移动装置平动及转动时的正方向。

9、如权利要求5所述的构建全方位移动装置运动模型的设备，其特征在于，该上位机包括一PID控制装置，其用以向该平动机构及该转动机构发送PWM控制信号，以控制该平动机构及该转动机构的动作。

10、如权利要求5所述的构建全方位移动装置运动模型的设备，其特征在于，该上位机还包括一无线通讯模块，用以接收该测量仪测量到的各个全方位轮的速度。

Images