CN111026112A - 一种轮式机器人沿斜坡中线自动行走的控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于智能控制相关技术领域，并公开了一种轮式机器人沿斜坡中线自动行走的控制系统，包括斜坡边缘识别模块、靶标距离识别模块、斜坡倾角识别模块、中央控制器，以及自适应斜坡倾角驱动模块等。其中斜坡边缘识别模块用于对斜坡边缘进行检测，相应计算出小车当前的位置与斜坡中线的偏差，由此使得小车可以调整自身方向以便沿斜坡中线行走；斜坡倾角识别模块用于检测机器人小车的倾斜角度，相应可配置驱动模块的参数使得小车能够在斜坡上稳定的运行；而当小车接近目标地点时，通过靶标距离识别模块检测停止位置标志，可精确控制小车实现减速停车。通过本发明，能够为轮式机器人沿斜坡中线稳定爬行并精准停靠目的地提供有效的保障。

Description

一种轮式机器人沿斜坡中线自动行走的控制系统

技术领域

本发明属于智能控制相关技术领域，更具体地，涉及一种轮式机器人沿斜坡中线自动行走的控制系统。

背景技术

随着智能化工厂及智能仓储物流的发展，智能轮式移动机器人越来越多地被使用于智能化工厂生产中。目前轮式移动机器人的控制系统主要包括传感器模块、中央控制器模块、驱动模块以及通讯模块等，且控制系统可以控制轮式机器人在厂区按照既定轨迹进行跟踪运行。但是随着各种工况的产生，工作环境对轮式机器人控制系统的要求也越来越高，其中一种需求就是轮式机器人需要进行坡道爬升之类的行走操作。机器人必须智能识别斜坡坡度及位置，从而进行稳定的爬升运行和停车。

检索发现，现有技术中轮式机器人控制系统大多适用于平整地面的运行控制，并不涉及有坡道的运行环境。在此情况下，不仅当机器人爬升斜坡时可能因为不能识别斜坡边缘而冲出斜坡造成侧翻；而且适用于平整地面运行的控制系统在进行斜坡爬升控制时，还会因为参数设置的问题而导致运行的失稳等问题，控制系统无法根据斜坡运行的动力学问题自动改变运行参数，进而使得轮式机器人在斜坡上不能如平整地面一样平稳运行。相应地，本领域亟需对此作出进一步的完善和改进，以满足目前日益提高的工艺要求。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种轮式机器人沿斜坡中线自动行走的控制系统，其中通过对轮式移动机器人在智能工厂中的工况特征开展深入研究和分析，一方面针对性采用各类传感模块来准确采集包括斜坡边缘、斜坡坡度和靶标距离等在内的多种数据，另一方面还经过专门设计的控制算法来实现轮式机器人沿着斜坡中线更为稳定的自动行走，尤其是可高精度地执行行驶转速的实时调控，因而使得现有技术的智能机器人的应用场合得到加大拓展，并且为精准停靠目标地提供了有效的保障。

为实现上述目的，按照本发明，提供了一种轮式机器人沿斜坡中线自动行走的控制系统，其特征在于，该系统包括斜坡边缘识别模块、靶标距离识别模块、斜坡倾角识别模块、中央控制器，以及自适应斜坡倾角驱动模块，其中：

该斜坡边缘识别模块包括单线激光雷达传感器，该单线激光雷达传感器被设定为垂直于轮式机器人的前端面放置，并用于对轮式机器人的前端面中心距离斜坡左右边缘的距离d1和d2进行实时感测，同时将感测信号及距离偏差值Δd传输至所述中央控制器以作为轮式机器人转角控制的输入；

该靶标距离识别模块包括两个深度相机，它们分别对称安装于轮式机器人的后端部两侧，并用于对轮式机器人自身距离斜坡上靶标的相对距离s进行实时测量及计算，同时将测量及计算结果传输至所述中央控制器以作为轮式机器人速度控制的输入；

该斜坡倾角识别模块包括陀螺仪传感器，它一方面用于对轮式机器人相对于斜坡的俯仰偏角α进行实时监测，并反馈至所述自适应斜坡倾角驱动模块以便对轮式机器人自适应调整驱动参数；另一方面，还用于对轮式机器人相对于水平面的转角进行实时监测以获得轮式机器人与斜坡中线的第一偏角Δθ₁，同时结合所述单线激光雷达传感器的感测信号计算得出轮式机器人与斜坡中线的第二偏角Δθ₂，进而取

作为轮式机器人与斜坡中线的最终偏角Δθ传输至所述中央控制器；

该中央控制器用于接收来自所述斜坡边缘识别模块的距离偏差值Δd、以及来自所述斜坡倾角识别模块的最终偏角Δθ，并基于此计算出所需的转角控制量

以使得轮式机器人得以消除与斜坡中线的偏距值，由此确保轮式机器人可准确行走在斜坡中线上；此外，该中央控制器还用于接收来自所述靶标距离识别模块的相对距离s，并基于此计算出所需的速度控制量V_t，由此确保轮式机器人可精准停泊至靶标处；

该自适应斜坡倾角驱动模块用于接收来自所述斜坡倾角识别模块的俯仰偏角α，基于此计算出轮式机器人所需的驱动电机输出转矩T，并相应对驱动电机的输出转速和输出功率进行调整，由此确保轮式机器人稳定行走于斜坡上。

作为进一步优选地，上述控制系统优选还包括执行机构模块，该执行机构模块包括转向电机和行走电机，其中转向电机用于实现轮式机器人的舵轮定向转动，且可由转向驱动器执行局部的位置闭环控制；行走电机用于实现轮式机器人的舵轮转动行走，且可由行走驱动器执行局部的速度闭环控制。

作为进一步优选地，对于上述斜坡边缘识别模块而言，所述距离偏差值Δd优选采用以下公式来计算得出:

Δd＝d1-d2

其中，d1和d2分别是轮式机器人的前端面中心距离斜坡左右边缘的距离；d为斜坡自身的宽度，L1和L2分别是所述单线激光雷达传感器对斜坡所扫描到的左右边界距离；h为所述单线激光雷达距离斜坡表面的高度。

作为进一步优选地，对于上述靶标距离识别模块而言，所述相对距离s优选采用以下公式进行计算：

其中，d_c为所述深度相机所检测到的与靶标之间的距离；h_c为所述深度相机自身的高度，L_c为所述深度相机的中心与轮式机器人前端面之间的偏距。

作为进一步优选地，对于上述斜坡倾角识别模块而言，所述第二偏角Δθ₂优选采用以下公式进行计算：

其中，L1和L2分别是所述单线激光雷达传感器对斜坡所扫描到的左右边界距离；h为所述单线激光雷达距离斜坡表面的高度；d为斜坡自身的宽度。

作为进一步优选地，对于上述中央控制器而言，所述转角控制量

优选采用以下公式进行计算：

其中，Δθ为来自所述斜坡倾角识别模块的最终偏角；L表示轮式机器人的主动轮与所述单线激光雷达传感器之间的距离，L₀为轮式机器人自身的车体长度；Δd为来自所述斜坡边缘识别模块计算出的距离偏差值。

作为进一步优选地，对于上述中央控制器而言，所述速度控制量V_t优选采用以下公式进行计算：

(i)当

且

时，

(ii)当

且

时，

其中，V₀为针对轮式机器人预设的减速截止速度，

且表示对应的减速时间，

且表示对应的减速距离，t表示时间变量；V_max和a_max为针对轮式机器人预设的行驶最大速度和行驶最大加速度；s来自所述靶标距离识别模块的相对距离。

作为进一步优选地，对于上述自适应斜坡倾角驱动模块而言，所述驱动电机输出转矩T优选采用以下公式进行计算：

其中，M_s为轮式机器人的轴承阻力矩，M_f为轮式机器人的摩擦阻力矩，M_δ为轮式机器人的滚阻力矩，R为轮式机器人的舵轮半径，F为轮式机器人作用在舵轮上的合力，J为轮式机器人的舵轮转动惯量，m为轮式机器人的舵轮质量。

作为进一步优选地，所述轮式机器人优选呈单舵轮式小车的模型，其中前轮舵轮为主动轮、后轮为两个从动轮，以此方式提供动力进行转动使机器人前进后退，并可实现在垂直平面内转动以改变方向。

总体而言，按照本发明的以上技术方案与现有技术相比，主要具备以下的技术优点及组合：

1、斜坡识别功能，本控制系统可以依靠深度相机对斜坡进行提前识别，从而使控制系统适时转换至斜坡爬升状态；

2、斜坡两边缘识别功能，本控制系统利用激光雷达和反光材料的配合可以反馈斜坡边缘的距离信息，并以此作为控制量对机器人小车的运行状态进行控制；

3、激光雷达识别倾角与陀螺仪识别倾角相互比较更加精确，本控制系统经过激光雷达扫描斜坡边界后可以计算出小车当前与斜坡中线的倾角，同时陀螺仪传感器也可以采集这个倾角信息，系统将两个值对比验证，使得小车倾角信息更加精确；

4、本控制系统可以保证机器人小车始终沿着斜坡中线进行爬升，控制系统通过传感器采集小车在斜坡上的状态信息并进行数据处理，计算得出当前周期靠近中线的最佳控制转角，从而使得小车系统只在斜坡中线附近小幅度摆动，即使有较大干扰输入，控制系统也可以使小车快速收敛至中线附近；

5、本控制系统可以使机器人小车在斜坡上任意距离位置进行定位停车，控制系统通过深度相机获取停车截止线的距离信息，并利用距离信息计算小车的前进速度，使小车可以在终点处稳定的停靠下来；

6、本控制系统使用了快速收敛的控制算法，当机器人受到扰动输入或者其他未知情况影响时，在控制算法的调整下，机器人都可以快速稳定的回到中线的轨迹上行驶，其调整距离最长可为车身长度的两倍；

7、本控制系统的驱动部分使用自适应的参数设置策略，机器人小车在爬升斜坡时，自身状态的变化极大的影响了系统动力学系统，本控制系统将小车作为空间模型进行动力学分析，并根据不同的空间转角配置小车的电机驱动参数，使驱动系统可以稳定准确的控制电机行驶在所需的转速处。

附图说明

图1是本发明所构建的轮式机器人沿斜坡中线自动行走的控制系统的整体构造示意图；

图2是用于示范性说明轮式机器人模型及硬件安装分布的示意图；

图3是用于示范性说明激光雷达传感器识别斜坡边缘时的数学模型图；

图4是用于示范性说明激光雷达传感器采集边缘数据的斜坡切面图；

图5是按照本发明的轮式机器人沿斜坡中线自动行走控制系统的控制流程图；

图6是按照本发明优选实施例用于解释快速收敛控制算法的数学模型图；

图7是用于示范性说明按照本发明的轮式机器人的舵轮动力学分析图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

图1是本发明所构建的轮式机器人沿斜坡中线自动行走的控制系统的整体构造示意图。如图1所示，该系统主要包括斜坡边缘识别模块、靶标距离识别模块、斜坡倾角识别模块、中央控制器，以及自适应斜坡倾角驱动模块，此外还可根据需要配置执行机构模块等。下面将对其逐一进行具体解释说明。

图2是用于示范性说明轮式机器人模型及硬件安装分布的示意图。如图2所示，该模型优选可呈现为单舵轮式驱动结构，其中后轮为两个从动轮，前轮舵轮为主动轮，可提供动力进行转动使机器人前进后退，并可实现在垂直平面内转动以改变方向；轮式机器人爬升的斜坡为边缘可检测的坡道，这在机器人的运行环境中很容易满足，如有特殊情况可在斜坡边缘黏贴反光材料增强雷达识别感知度，便于精准检测；参考图2进行控制系统各硬件的安装分布，可以较好的实现控制系统的功能。

对于该斜坡边缘识别模块而言，它譬如可包括单线激光雷达传感器，该单线激光雷达传感器被设定为垂直于轮式机器人的前端面放置，并用于对轮式机器人的前端面中心距离斜坡左右边缘的距离d1和d2进行实时感测，同时将感测信号及距离偏差值Δd传输至所述中央控制器以作为轮式机器人转角控制的输入。

更具体而言，激光雷达传感器可垂直于轮式机器人前端面放置，该种放置可以保证雷达对斜坡进行断面扫描；识别模块依据激光雷达扫描到的左右边界距离L1和L2，通过边缘识别公式计算得到机器人中心距离斜坡左右边缘的距离d1和d2，并将距离值传输至控制器作为转角控制输入。

参考图3和图4进行斜坡边缘识别的相关计算，激光雷达在垂直斜坡的平面内进行扫描，可以时刻获得雷达位置与斜坡两边缘扫描点的距离。如图3所示，图中d表示斜坡的宽度，d1为雷达位置距离斜坡左侧边界的距离，d2为雷达位置距离斜坡右侧边界的距离，Δθ₂为机器人小车相对于斜坡中线偏斜的角度。从图4的A向视图可以看出，激光雷达扫描到斜坡左侧边缘的距离为L1，激光雷达扫描到斜坡右侧边缘的距离为L2，且激光雷达距离斜坡表面的高度为h。从而可以得出雷达扫描距离的两段投影：

所以雷达扫描到的斜向总距离为s＝s1+s2。再回到图3上考虑车体的整体倾角

由激光雷达识别计算出的倾角Δθ₂可以和陀螺仪识别的倾角Δθ₁进行比较，求取平均值使角度识别更加准确。根据倾角即可求出此时雷达位置距离斜坡左右两端的直线距离，如下公式：

对于该靶标距离识别模块而言，其譬如可包括两个深度相机，它们分别对称安装于轮式机器人的前端下部两侧，并用于对轮式机器人自身距离斜坡上靶标的相对距离s进行实时测量及计算，同时将测量及计算结果传输至所述中央控制器以作为轮式机器人速度控制的输入。

更具体而言，该模块包括了两个深度相机，分别安装于轮式机器人的两侧下部，为方便相机观测斜坡上的靶标线，相机与机器人基体呈一定偏角进行安装。按照本发明的一个优选实施方式，相机中心与机器人前端面偏距为L_c，高度为h_c，该识别模块通过相机检测靶标线的距离信息d_c，以此方式可便于计算出机器人距离斜坡上靶标位置的距离

该模块识别的距离s将传输至中央控制器作为机器人速度控制的输入。

对于该斜坡倾角识别模块而言，其譬如可包括陀螺仪传感器，它一方面用于对轮式机器人相对于斜坡的俯仰偏角α进行实时监测，并反馈至所述自适应斜坡倾角驱动模块以便对轮式机器人自适应调整驱动参数；另一方面，还用于对轮式机器人相对于水平面的转角进行实时监测以获得轮式机器人与斜坡中线的第一偏角Δθ₁，同时结合所述单线激光雷达传感器的感测信号计算得出轮式机器人与斜坡中线的第二偏角Δθ₂，进而取

作为轮式机器人与斜坡中线的最终偏角Δθ传输至所述中央控制器。

更具体而言，可通过陀螺仪传感器实时检测机器人俯仰偏角α作为机器人所爬升斜坡的倾角，反馈至驱动模块自适应调整驱动参数。按照本发明的一个优选实施方式，可实时检测机器人在水平面内的转角作为机器人与斜坡中线的偏角Δθ₁，同时依据激光雷达检测数据可通过公式

(其中d为斜坡宽度，L1为雷达检测到距斜坡左侧的距离，L2为雷达检测到距离斜坡右侧的距离，h为雷达的高度)计算出机器人与斜坡中线的偏角，当|Δθ₂-Δθ₁|<0.5°时，取

作为机器人与斜坡中线的偏角Δθ传输至中央控制器，该方法使得多传感器的数据相互印证，使结果更加精确。

对于该中央控制器而言，其用于接收来自所述斜坡边缘识别模块的距离偏差值Δd、以及来自所述斜坡倾角识别模块的最终偏角Δθ，并基于此计算出所需的转角控制量

以使得轮式机器人得以消除与斜坡中线的偏距值，由此确保轮式机器人可准确行走在斜坡中线上；此外，该中央控制器还用于接收来自所述靶标距离识别模块的相对距离s，并基于此计算出所需的速度控制量V_t，由此确保轮式机器人可精准停泊至靶标处。

图5为中线行走控制器的控制流程图，该控制器通过接收边缘识别模块的偏距值和倾角识别模块的角度偏移值，虚构出一条斜坡中线，然后利用快速收敛的跟踪控制算法输出转角控制量，使机器人系统在较短时间和距离内消除中线偏距值，行走在中线上；该控制器通过接收靶标线识别模块的距离值，对机器人系统进行速度规划，利用平稳的速度规划算法控制行走电机的速度，使机器人稳定减速停止到目标位置。

此外，按照本发明的一个优选实施方式，可参考图6进行快速收敛控制算法计算公式的设置，利用距离偏距Δd、角度偏值Δθ建立虚拟斜坡中线的位置，并在虚拟中线上向后延伸两倍的车体长度2×L₀作为快速逼近的终点；由于该偏距值为雷达位置的偏移量，需要根据舵轮与雷达的距离L进行换算得到舵轮的偏移距离Δd′＝L×sin(Δθ)+Δd，舵轮的追踪目标距离L′＝L×cos(Δθ)+2×L₀；从而得到在该偏移距离和转角下，机器人快速收敛至中线的舵轮转角控制量为

在该转角控制算法的控制下，机器人可以快速的回归中线运行。

按照本发明的另一优选实施方式，还可以开展速度规划算法的设计，譬如利用靶标线的距离s作为剩余行驶距离输入，使用无冲击的S型速度曲线进行速度规划，算法中限制了行驶最大速度V_max和最大加速度a_max，并设定减速截止速度为V₀，则减速时间为

减速距离为

由任意时刻的剩余距离s得到对应速度控制量为：

(当

时，其中

)；

或者

(当

时，其中

)。

以此方式，中央控制器可将该控制量转化为控制脉冲传输至行走驱动器。

对于该自适应斜坡倾角驱动模块而言，其用于接收来自所述斜坡倾角识别模块的俯仰偏角α，基于此计算出轮式机器人所需的驱动电机输出转矩T，并相应对驱动电机的输出转速和输出功率进行调整，由此确保轮式机器人稳定行走于斜坡上。

更具体地，按照本发明的一个优选实施方式，可参考图7机器人舵轮的动力学分析，通过斜坡倾角识别模块获得斜坡倾角α，在斜坡上对机器人小车进行动力学分析，得到不同斜坡倾角α下，电机的输出转矩为

(其中M_s为轴承阻力矩，M_f为摩擦阻力矩，M_δ为滚阻力矩，R为舵轮半径，F为机器人作用在舵轮上的合力，J为舵轮转动惯量，m为舵轮质量)；控制系统需求舵轮输出转速为N则电机输出转速为N₀＝iN，驱动模块调整电机输出功率为

使机器人稳定爬升斜坡。

最后，上述控制系统优选还包括执行机构模块，该执行机构模块包括转向电机和行走电机，其中转向电机用于实现轮式机器人的舵轮定向转动，且可由转向驱动器执行局部的位置闭环控制；行走电机用于实现轮式机器人的舵轮转动行走，且可由行走驱动器执行局部的速度闭环控制。此外，中央控制器可采用PLC模块，驱动模块和执行机构可采用直流伺服驱动器和直流电机，等等。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种轮式机器人沿斜坡中线自动行走的控制系统，其特征在于，该系统包括斜坡边缘识别模块(10)、靶标距离识别模块(20)、斜坡倾角识别模块(30)、中央控制器(40)，以及自适应斜坡倾角驱动模块(50)，其中：

该斜坡边缘识别模块(10)包括单线激光雷达传感器，该单线激光雷达传感器被设定为垂直于轮式机器人的前端面放置，并用于对轮式机器人的前端面中心距离斜坡左右边缘的距离d1和d2进行实时感测，同时将感测信号及距离偏差值Δd传输至所述中央控制器(40)以作为轮式机器人转角控制的输入；

该靶标距离识别模块(20)包括两个深度相机，它们分别对称安装于轮式机器人的前端下部两侧，并用于对轮式机器人自身距离斜坡上靶标的相对距离s进行实时测量及计算，同时将测量及计算结果传输至所述中央控制器(40)以作为轮式机器人速度控制的输入；

该斜坡倾角识别模块(30)包括陀螺仪传感器，它一方面用于对轮式机器人相对于斜坡的俯仰偏角α进行实时监测，并反馈至所述自适应斜坡倾角驱动模块(50)以便对轮式机器人自适应调整驱动参数；另一方面，还用于对轮式机器人相对于水平面的转角进行实时监测以获得轮式机器人与斜坡中线的第一偏角Δθ₁，同时结合所述单线激光雷达传感器的感测信号计算得出轮式机器人与斜坡中线的第二偏角Δθ₂，进而取

作为轮式机器人与斜坡中线的最终偏角Δθ传输至所述中央控制器；

该中央控制器(40)用于接收来自所述斜坡边缘识别模块的距离偏差值Δd、以及来自所述斜坡倾角识别模块的最终偏角Δθ，并基于此计算出所需的转角控制量

以使得轮式机器人得以消除与斜坡中线的偏距值，由此确保轮式机器人可准确行走在斜坡中线上；此外，该中央控制器还用于接收来自所述靶标距离识别模块的相对距离s，并基于此计算出所需的速度控制量V_t，由此确保轮式机器人可精准停泊至靶标处；

该自适应斜坡倾角驱动模块(50)用于接收来自所述斜坡倾角识别模块的俯仰偏角α，基于此计算出轮式机器人所需的驱动电机输出转矩T，并相应对驱动电机的输出转速和输出功率进行调整，由此确保轮式机器人稳定行走于斜坡上。

2.如权利要求1所述的一种轮式机器人沿斜坡中线自动行走的控制系统，其特征在于，上述控制系统优选还包括执行机构模块(60)，该执行机构模块包括转向电机和行走电机，其中转向电机用于实现轮式机器人的舵轮定向转动，且可由转向驱动器执行局部的位置闭环控制；行走电机用于实现轮式机器人的舵轮转动行走，且可由行走驱动器执行局部的速度闭环控制。

3.如权利要求1或2所述的一种轮式机器人沿斜坡中线自动行走的控制系统，其特征在于，对于上述斜坡边缘识别模块(10)而言，所述距离偏差值Δd优选采用以下公式来计算得出:

Δd＝d1-d2

其中，d1和d2分别是轮式机器人的前端面中心距离斜坡左右边缘的距离；d为斜坡自身的宽度，L1和L2分别是所述单线激光雷达传感器对斜坡所扫描到的左右边界距离；h为所述单线激光雷达距离斜坡表面的高度。

4.如权利要求1-3任意一项所述的一种轮式机器人沿斜坡中线自动行走的控制系统，其特征在于，对于上述靶标距离识别模块(20)而言，所述相对距离s优选采用以下公式进行计算：

其中，d_c为所述深度相机所检测到的与靶标之间的距离；h_c为所述深度相机自身的高度，L_c为所述深度相机的中心与轮式机器人前端面之间的偏距。

5.如权利要求1-4任意一项所述的一种轮式机器人沿斜坡中线自动行走的控制系统，其特征在于，对于上述斜坡倾角识别模块(30)而言，所述第二偏角Δθ₂优选采用以下公式进行计算：

其中，L1和L2分别是所述单线激光雷达传感器对斜坡所扫描到的左右边界距离；h为所述单线激光雷达距离斜坡表面的高度；d为斜坡自身的宽度。

6.如权利要求1-5任意一项所述的一种轮式机器人沿斜坡中线自动行走的控制系统，其特征在于，对于上述中央控制器(40)而言，所述转角控制量

优选采用以下公式进行计算：

其中，Δθ为来自所述斜坡倾角识别模块的最终偏角；L表示轮式机器人的主动轮与所述单线激光雷达传感器之间的距离，L₀为轮式机器人自身的车体长度；Δd为来自所述斜坡边缘识别模块计算出的距离偏差值。

7.如权利要求6所述的一种轮式机器人沿斜坡中线自动行走的控制系统，其特征在于，对于上述中央控制器(40)而言，所述速度控制量V_t优选采用以下公式进行计算：

(i)当

且

时，

(ii)当

且

时，

其中，V₀为针对轮式机器人预设的减速截止速度，

且表示对应的减速时间，

且表示对应的减速距离，t表示时间变量；V_max和a_max为针对轮式机器人预设的行驶最大速度和行驶最大加速度；s来自所述靶标距离识别模块的相对距离。

8.如权利要求1-7任意一项所述的一种轮式机器人沿斜坡中线自动行走的控制系统，其特征在于，对于上述自适应斜坡倾角驱动模块而言，所述驱动电机输出转矩T优选采用以下公式进行计算：

其中，M_s为轮式机器人的轴承阻力矩，M_f为轮式机器人的摩擦阻力矩，M_δ为轮式机器人的滚阻力矩，R为轮式机器人的舵轮半径，F为轮式机器人作用在舵轮上的合力，J为轮式机器人的舵轮转动惯量，m为轮式机器人的舵轮质量。

9.如权利要求1-8任意一项所述的一种轮式机器人沿斜坡中线自动行走的控制系统，其特征在于，所述轮式机器人优选呈单舵轮式小车的模型，其中前轮舵轮为主动轮、后轮为两个从动轮，以此方式提供动力进行转动使机器人前进后退，并可实现在垂直平面内转动以改变方向。

Images