CN114200944B - 移动机器人的末端减速方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开的一种动机器人末端减速方法，包括如下步骤：S1、检测当前位置距任务位置的距离S是否大于末端减速的设定距离S_0，若检测结果为否，则执行步骤S2；S2、基于当前线速度v、距离S自适应的调整减速度a，并计算减速阶段的预估行驶里程S_1；S3、检测距离S是否大于减速过程的预估行驶里程S_1，若检测结果为是，则以当前线速度v做匀速运动，在距离S小于等于减速过程的预估行驶里程S_1时，执行步骤S4，若检测结果为否，则执行步骤S4；S4、以减速速度a进行匀减速，直至当前线速度减速至v_end，以速度v_end行驶至任务位置。基于减速过程的距离S及速度自适应的调整减速度值a，控制机器人在目标位置的停车精度的同时，尽可能的减少停车时间。
Description
技术领域
本发明属于机器人技术领域，更具体地，本发明涉及一种移动机器人的末端减速方法及系统。
背景技术
近年来，随着众多前沿学科的研究成果不断引入智能移动机器人领域，使得智能移动机器人技术得到快速的发展，并取得了丰富的研究成果。随着机器人技术的不断发展，移动机器人能够取代人类从事危险恶劣环境下作业，包括：排险、处理辐射物等，同时移动机器人也逐渐应用于智能制造、医疗服务、物流等诸多领域。
现有的移动机器人都在临近任务终点时，以固定的加速度进行加速，减速至较低的设定速度值，以后以较低的设定速度值运行至任务终点，可能存在减速时间过长的问题。
发明内容
本发明提供一种移动机器人末端减速方法，旨在改善上述问题。
本发明是这样实现的，一种移动机器人末端减速方法，所述方法具体包括如下步骤：
S1、实时检测移动机器人当前位置距任务位置的距离S，检测该距离S是否大于末端减速的设定距离S_0，若检测结果为否，则执行步骤S2；
S2、进入末端减速阶段，基于移动机器人当前线速度v、距离S自适应的调整减速度a，并计算出减速阶段的预估行驶里程S_1；
S3、检测距离S是否大于减速过程的预估行驶里程S_1，若检测结果为是，则移动机器人以当前线速度v做匀速运动，在距离S小于等于减速过程的预估行驶里程S_1时，执行步骤S4，若检测结果为否，则执行步骤S4；
S4、以减速速度a进行匀减速，直至移动机器人当前线速度减速至v_end，移动机器人以速度v_end行驶至任务位置。
进一步的，减速度a的确定方法具体如下：
S21、读取进入末端减速阶段时的移动机器人线速度v_start；
S22、检测线速度v_start是否大于末端减速阶段的期望线速度v_th，若检测结果为是，则执行步骤S23，若检测结果为否，则执行步骤S24；
S23、基于减速过程的固定时间t计算减速度a及减速过程的预估行驶里程S_1；
S24、维持机器人的原运动状态，检测距离S是否大于减速阶段的期望行驶距离S_th，若检测结果为否，则执行步骤S23，若检测结果为是，则执行步骤S25；
S25、检测当前线速度v是否大于末端减速阶段的期望线速度v_th，若检测结果为否，执行步骤S24，若检测结果为是，则执行步骤S23。
进一步的，A*路径搜索算法直接搜索移动机器人当前位置到任务位置之间的最优路径，移动机器人沿最优路径向任务位置行驶。
本发明是这样实现的，一种移动机器人末端减速系统，所述系统包括：
摄于移动机器人上的速度传感器，用于检测移动机器人当前的线速度v，并发送至控制器；
控制器，基于上述移动机器人末端减速方法来控制移动机器人在末端减速阶段的减速运动。
对于移动机器人而言，按照规划的路径行驶，并行驶至距任务位置指定距离，基于减速过程的距离S及速度自适应的调整减速度值a，控制机器人在目标位置的停车精度的同时，尽可能的减少停车时间，提高运输效率，且能实现平滑减速。
附图说明
图1为本发明实施例提供的移动机器人末端减速方法流程图。
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。
移动机器人通过其搭载的二维激光雷达扫描周围环境，建立所在环境的栅格地图，每个栅格所占据的尺寸为栅格分辨率值，其栅格信息直接对应环境地图信息，即自由区域、占据区域以及未知区域；根据任务列表获取移动机器人需要执行的任务，并规划由移动机器人当前位置到任务位置之间的最优路径，基于A*路径搜索算法直接搜索由机器人当前位置到任务位置之间的最优路径。
图1为本发明实施例提供的移动机器人末端减速方法流程图，该方法具体包括如下步骤：
S1、实时检测移动机器人当前位置距任务位置的距离S，检测该距离S是否大于末端减速的设定距离S_0，若检测结果为否，则执行步骤S2，若检测结果为是，则维持移动机器人的原运动姿态；
在本发明实施例中，原运动姿态包括：匀加速、匀速。
S2、进入末端减速阶段，读取进入末端减速阶段时的移动机器人线速度v_start；
S3、检测线速度v_start是否大于末端减速阶段的期望线速度v_th，若检测结果为是，则执行步骤S4，若检测结果为否，则执行步骤S5；
其中，末端减速阶段的期望线速度v_th是移动机器人进入末端减速阶段时的期望线速度v，期望行驶距离S_th是移动机器人进入末端减速阶段时的期望距离S，基于末端减速阶段的期望线速度v_th来确定。
S4、基于减速过程的固定时间t计算减速度a及减速过程的预估行驶里程S_1；
S5、维持机器人的原运动状态，检测距离S是否大于减速阶段的期望行驶距离S_th，若检测结果为否，则执行步骤S4，若检测结果为是，则执行步骤S6；
S6、检测当前线速度v是否大于末端减速阶段的期望线速度v_th，若检测结果为否，执行步骤S5，若检测结果为是，则执行步骤S4；
S7、检测距离S是否大于减速过程的预估行驶里程S_1，若检测结果为是，则机器人以当前线速度v做匀速运动，在距离S小于等于减速过程的预估行驶里程S_1时，执行步骤S8，若检测结果为否，则执行步骤S8；
S8、以减速速度a进行匀减速，直至机器人当前线速度减速至v_end，机器人以速度v_end行驶至任务位置。
本发明实施例提供的移动机器人末端减速系统包括：
摄于移动机器人上的速度传感器，用于检测移动机器人当前的线速度v，并发送至控制器；
控制器，基于上述移动机器人末端减速方法来控制移动机器人在末端减速阶段的减速运动。
对于移动机器人而言，按照规划的路径行驶，并行驶至距任务位置指定距离，基于减速过程的距离S及速度自适应的调整减速度值a，控制机器人在目标位置的停车精度的同时，尽可能的减少停车时间，提高运输效率，且能实现平滑减速。
上面结合附图对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。
Claims (3)
1.一种移动机器人末端减速方法，其特征在于，所述方法具体包括如下步骤：
S1、实时检测移动机器人当前位置距任务位置的距离S，检测该距离S是否大于末端减速的设定距离S_0，若检测结果为否，则执行步骤S2；
S2、进入末端减速阶段，基于移动机器人当前线速度v、距离S自适应的调整减速度a，并计算出减速阶段的预估行驶里程S_1；
S3、检测距离S是否大于减速过程的预估行驶里程S_1，若检测结果为是，则移动机器人以当前线速度v做匀速运动，在距离S小于等于减速过程的预估行驶里程S_1时，执行步骤S4，若检测结果为否，则执行步骤S4；
S4、以减速速度a进行匀减速，直至移动机器人当前线速度减速至v_end，移动机器人以速度v_end行驶至任务位置；
减速度a的确定方法具体如下：
S21、读取进入末端减速阶段时的移动机器人线速度v_start；
S22、检测线速度v_start是否大于末端减速阶段的期望线速度v_th，若检测结果为是，则执行步骤S23，若检测结果为否，则执行步骤S24；
S23、基于减速过程的固定时间t计算减速度a及减速过程的预估行驶里程S_1；
S24、维持机器人的原运动状态，检测距离S是否大于减速阶段的期望行驶距离S_th，若检测结果为否，则执行步骤S23，若检测结果为是，则执行步骤S25；
S25、检测当前线速度v是否大于末端减速阶段的期望线速度v_th，若检测结果为否，执行步骤S24，若检测结果为是，则执行步骤S23。
2.如权利要求1所述移动机器人末端减速方法，其特征在于，A*路径搜索算法直接搜索移动机器人当前位置到任务位置之间的最优路径，移动机器人沿最优路径向任务位置行驶。
3.一种移动机器人末端减速系统，其特征在于，所述系统包括：
摄于移动机器人上的速度传感器，用于检测移动机器人当前的线速度v，并发送至控制器；
控制器，基于权利要求1至2任意权利要求所述移动机器人末端减速方法来控制移动机器人在末端减速阶段的减速运动。
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