CN115576310A - 双舵轮式自主移动设备的运动控制方法和系统及程序产品 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种双舵轮式自主移动设备的运动控制方法，其中，所述运动控制方法包括下述步骤：步骤S1，获取规划的路径轨迹；步骤S2，基于差速运动模型和规划的路径轨迹，确定自主移动设备的与分段的路径轨迹对应的一系列线速度v、角速度ω和舵角Ω，其中，舵角Ω表示自主移动设备的运动方向与自主移动设备的纵向轴线的夹角，舵角Ω在同一路径轨迹段中保持不变；以及步骤S3：使自主移动设备以所确定的线速度v、角速度ω和舵角Ω运动。本发明还涉及一种计算机程序产品以及一种双舵轮式自主移动设备的运动控制系统。借助于本发明，能够简化双舵轮式自主移动设备的控制方法。

Description

双舵轮式自主移动设备的运动控制方法和系统及程序产品

技术领域

本发明涉及自主移动设备的运动控制领域，具体地涉及一种双舵轮式自主移动设备的运动控制方法、一种计算机程序产品以及一种双舵轮式自主移动设备的运动控制系统。

背景技术

随着经济快速增长、人力成本逐渐上升，自主移动设备、例如移动机器人或物流车得到越来越广泛的应用。现有的自主移动设备的运动系统主要采用差速轮运动系统或舵轮运动系统。舵轮运动系统根据驱动轮数量不同，常分为单舵轮运动系统、双舵轮运动系统与多舵轮运动系统。自主移动设备的不同运动系统各有其优缺点。

差速轮运动系统通过两轮的差动来实现转向，转向时的转向半径、速度、角速度都由两个差动轮来确定，可以实现原地打转等动作，有较强的灵活性。差速轮运动系统对驱动电机和控制精度要求不高，因而成本低廉。然而，差速轮运动系统运动精度较低，无法适应精度要求高的场合。

双舵轮运动系统通过调整两个舵轮的转角及速度，可以使双舵轮运动系统在不转动车头的情况下实现变道、转向等动作，有很强的灵活性的运动灵活且应用场景丰富。双舵轮运动系统可以实现360°回转功能，也可以实现万向横移，灵活性高且具有精确的运行精度。但双舵轮耦合性和非线性度高，导致双舵轮运动系统与差速轮运动系统相比控制更复杂，需要更多的约束条件，具有非线性和不确定性等特点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种改进的双舵轮式自主移动设备的运动控制方法，从而简化双舵轮式自主移动设备的控制。

根据本发明的第一方面，提供了一种双舵轮式自主移动设备的运动控制方法，其中，所述运动控制方法包括下述步骤：

步骤S1，获取规划的路径轨迹；

步骤S2，基于差速运动模型和规划的路径轨迹，确定自主移动设备的与分段的路径轨迹对应的一系列线速度v、角速度ω和舵角Ω，其中，舵角Ω表示自主移动设备的运动方向与自主移动设备的纵向轴线的夹角；以及

步骤S3：使自主移动设备以所确定的线速度v、角速度ω和舵角Ω运动。

在一个示例性实施例中，步骤S3包括下述子步骤：

子步骤S31，基于自主移动设备的线速度v、角速度ω和舵角Ω确定双舵轮自主移动设备的各舵轮的控制参数；以及

子步骤S32，根据各舵轮的控制参数操作双舵轮自主移动设备的双舵轮机构。

在一个示例性实施例中，舵角Ω被设定为从0°和90°中选择。

在一个示例性实施例中，双舵轮自主移动设备包括位于左前方的第一舵轮和位于右后方的第二舵轮。

在一个示例性实施例中，在步骤S3中：

当舵角Ω为0°时，根据下式确定各舵轮的控制参数：

其中，L、B分别表示自主移动设备的轴距和轮距，r为车轮半径，v_lf、ω_lf和δ_lf分别表示第一舵轮的线速度、角速度和相对于自主移动设备的运动方向的偏角，v_rr、ω_rr和δ_rr分别表示第二舵轮的线速度、角速度和相对于自主移动设备的运动方向的偏角，v_lf＝ω_lf·r，v_rr＝ω_rr·r；和/或

当舵角Ω为90°时，根据下式确定各舵轮的控制参数：

其中，L、B分别表示自主移动设备的轴距和轮距，r为车轮半径，v_lf、ω_lf和δ_lf分别表示第一舵轮的线速度、角速度和相对于自主移动设备的运动方向的偏角，v_rr、ω_rr和δ_rr分别表示第二舵轮的线速度、角速度和相对于自主移动设备的运动方向的偏角，v_lf＝ω_lf·r，v_rr＝ω_rr·r。

在一个示例性实施例中，在每个路径轨迹段中，自主移动设备沿直线运动。

在一个示例性实施例中，在步骤S1中，采用满足下式的差速运动模型：

其中，x_k、y_k和θ_k表示自主移动设备在路径轨迹中的第k+1个路径轨迹点的位置坐标和姿态角，Δt表示自主移动设备从第k+1个路径轨迹点运动到第k+2个路径轨迹点所用的时间，求得的线速度v、角速度ω分别表示自主移动设备在第k+1个路径轨迹点到第k+2个路径轨迹点之间的路径轨迹段中的线速度和角速度。

在一个示例性实施例中，步骤S1包括：

根据自主移动设备的起点、目的地和任务规划自主移动设备的路径轨迹；和/或

根据自主移动设备的任务、自主移动设备的可通行空间和路径轨迹的弯折程度中的至少一者确定舵角Ω。

在一个示例性实施例中，当自主移动设备的任务不包含侧向需求时，相应的路径轨迹段的舵角Ω为0°；当自主移动设备的任务包含侧向需求时，相应的路径轨迹段的舵角Ω为90°。

根据本发明的第二方面，提供了一种计算机程序产品，其包括计算器程序指令，其中，当所述计算机程序指令被一个或多于一个处理器执行时，所述处理器够执行根据本发明的运动控制方法。

根据本发明的第三方面，提供了一种双舵轮式自主移动设备的运动控制系统，其中，所述运动控制系统包括双舵轮机构和用于控制双舵轮机构的操作的至少一个控制器，双舵轮机构和控制器设置成能够执行根据本发明的运动控制方法。

本发明的积极效果在于：通过利用差速运动模型来控制双舵轮式自主移动设备的运动，可简化双舵轮式自主移动设备的运动模型，从而降低控制难度。另外，在工程应用中，使差速机器人和双舵轮机器人控制尽量统一，简化了从差速机器人向双舵轮机器人开发的复杂性。

附图说明

下面，通过参看附图更详细地描述本发明，可以更好地理解本发明的原理、特点和优点。附图包括：

图1示出了根据本发明的一个示例性实施例的双舵轮式自主移动设备的示意图；

图2示意性地示出了根据本发明的一个示例性实施例的自主移动设备的运动控制方法；

图3A和图3B分别示出了根据图2所示的自主移动设备的两条路径轨迹；

图4示意性地示出了在根据本发明的一个示例性实施例中根据自主移动设备的任务确定舵角；

图5示意性地示出了在根据本发明的一个示例性实施例中根据自主移动设备的可通行空间确定舵角；以及

图6示意性地示出了在根据本发明的一个示例性实施例中根据自主移动设备的路径轨迹的弯折程度确定舵角。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案以及有益的技术效果更加清楚明白，以下将结合附图以及多个示例性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用于解释本发明，而不是用于限定本发明的保护范围。

本发明适用于自主移动设备，其可以是任何能够自主地进行空间移动的机械设备，例如自动导引车(AGV)、无人机、机器人等。例如，自主移动设备可以是仓储机器人、清扫型机器人、家庭陪护机器人、迎宾机器人等。本发明尤其适用于双舵轮式自主移动设备。下面，将以AGV 10为例说明本发明的基本原理。

图1示出了根据本发明的一个示例性实施例的双舵轮式自主移动设备、在此为AGV10的示意图。AGV 10设有双舵轮运动机构和用于控制所述双舵轮运动机构的操作的控制器14。双舵轮运动机构可具有对角线式安装的两个舵轮：第一舵轮121和第二舵轮122，其中，第一舵轮121位于左前方，第二舵轮122位于右后方。应理解，双舵轮运动机构也可具有位于右前方和左后方的两个舵轮。另外，双舵轮运动机构也可具有中轴线式安装的两个舵轮或同侧安装的两个舵轮。

双舵轮式自主移动设备可实现360°回转运动，也可以实现万向横移，其灵活性高且具有高运行精度。然而，双舵轮式自主移动设备的运动控制模型较复杂，控制难度大。

如图1所示，AGV 10以线速度v和角速度ω运动，车身横摆角(即AGV 10的纵向轴线l与全局坐标系X轴正向的夹角，通常取逆时针方向为正) 为Ψ。第一舵轮121和第二舵轮122相对于AGV 10的纵向轴线l的转角分别为δ′_lf和δ′_rr。AGV 10的前轴和后轴中心点的等效转角相应地分别为δ_f和δ_r，中心点侧偏角为β。在图1所示的状态下，AGV 10的转向中心位于C 点处，k表示转向中心C在自主移动设备的纵向轴线l上的投影(垂足)与自主移动设备的中心点(质心)之间的偏移距离，R表示AGV 10的转向中心C对应的转向半径。已知AGV 10的轴距L和轮距B，并且a＝b＝L/2。 AGV 10的各轮半径相等，即r_lf＝r_rr＝r。应理解，在本文中，纵向轴线l、轴距L和轮距B是AGV 10的固有特征，其不随AGV 10的运动方向变化而变化。

通过控制AGV 10的两个舵轮的转角δ′_lf和δ′_rr，可利用以下公式(1) 确定前轴和后轴中心点的等效转角δ_f和δ_r以及转向半径R和偏移距离k：

当AGV 10运动时，可建立如以下公式(2)所示的垂足运动模型，：

其中，^Px_k、^Py_k和^PΨ_k分别表示垂足在第k+1位置的横、纵坐标和横摆角，^Px_k+1、^Py_k+1和^PΨ_k+1分别表示垂足在第k+2位置的横、纵坐标和横摆角，Δt表示自主移动设备从第k+1个路径轨迹点运动到第k+2个路径轨迹点所用的时间。

在第k+2位置和第k+1位置，AGV 10的垂足与中心点之间的位置满足下述约束：

将以上两个式子带入公式(2)，可获得双舵轮运动机构的中心点运动模型如下：

其中，AGV 10的角速度ω满足以下约束：

通常，基于上述中心点运动模型，例如可确定AGV 10的线速度v、角速度ω和线速度方向，以及确定各舵轮的速度(舵轮的线速度或角速度)和转角，以使得AGV 10沿着规划的路径轨迹运动。

如上文所述，双舵轮运动模型较复杂。尤其是相对于差速运动模型而言，双舵轮运动模型涉及的变量较多，这使得基于双舵轮运动模型的控制算法复杂，控制难度大。

为此，本发明提出了基于差速运动模型和规划的路径轨迹，确定自主移动设备的与分段的路径轨迹对应的一系列线速度v、角速度ω和舵角Ω，其中，舵角Ω表示自主移动设备的运动方向与车头方向(纵向轴线l)的夹角。由此，可简化双舵轮AGV 10的运动模型，从而降低控制难度。另外，在工程应用中，使差速机器人和双舵轮机器人控制尽量统一，简化了从差速机器人向双舵轮机器人开发的复杂性。在同一路径轨迹段中，舵角Ω保持不变。但在不同的路径轨迹中，舵角Ω可不相同。舵角Ω的切换可通过在原地改变舵轮的转角来实现。

图2示意性地示出了根据本发明的一个示例性实施例的双舵轮式AGV 10的运动控制方法。所述运动控制方法包括下述步骤：

步骤S1，获取规划的路径轨迹；

步骤S2，基于差速运动模型和规划的路径轨迹，确定自主移动设备的与分段的路径轨迹对应的一系列线速度v、角速度ω和舵角Ω，其中，舵角Ω表示自主移动设备的运动方向与车头方向(纵向轴线l)的夹角，舵角Ω在同一路径轨迹段中保持不变；以及

步骤S3：使自主移动设备以所确定的线速度v、角速度ω和舵角Ω运动。

通过所述运动控制方法，可降低双舵轮AGV 10的控制难度。

步骤S3可包括下述子步骤：

子步骤S31，基于自主移动设备的线速度v、角速度ω和舵角Ω确定双舵轮自主移动设备的各舵轮的控制参数；以及

子步骤S32，根据各舵轮的控制参数操作双舵轮自主移动设备的双舵轮机构。

所述控制参数例如包括第一舵轮121的速度(线速度v_lf和/或角速度ω_lf)和相对于自主移动设备的运动方向的偏角δ_lf以及第二舵轮122的速度 (线速度v_rr和/或角速度ω_rr)和相对于自主移动设备的运动方向的偏角δ_rr。子步骤S32例如可包括：控制器1根据各舵轮的控制参数，将相应的控制信号发送至用于驱动各舵轮的驱动机构、例如电机。

在一个示例性实施例中，舵角Ω被设定为从0°和90°中选择。换言之，舵角Ω只能等于0°或90°，并且能在0°与90°之间切换。通过这种方式，可进一步简化AGV 10的控制算法，并且减少AGV 10的舵角切换频率。自主移动设备在平面中的运动均可分解为彼此正交的两个分运动。在利用差速模型控制双舵轮模式时，为了使AGV 10在平面上沿任意方向运动，可将该运动分解为沿AGV 10车头方向的运动和垂直于AGV 10车头的方向的运动。沿AGV10车头方向的运动可通过将舵角Ω设定为0°，并依据差速运动模型来控制。沿垂直于AGV10车头方向的运动可通过将舵角Ω设定为90°，然后再依据差速运动模型来控制。

图3A和图3B分别示出了根据该示例性实施例的AGV 10的两条路径轨迹。图3A示出了AGV 10的舵角Ω设定为0°，即在整条路径轨迹中， AGV 10的运动方向始终沿着车头方向。在这种情况下，AGV 10的线速度和角速度可直接依据差速运动模型来确定。图3A示出了AGV 10的舵角Ω设定为90°，即在整条路径轨迹中，AGV 10的运动方向始终相对于车头方向成90°角。在路径轨迹的起点，AGV 10通过使舵轮原地转动一定的角度 (在此为转动90°)来实现舵角的切换。在这种情况下，AGV 10的线速度和角速度可依据偏转90°之后的差速运动模型来确定。

下面回到图1，当舵角Ω为0°时，为了使用差速模型控制双舵轮AGV 10运动，需满足k＝0(等价于β＝0)的约束，带入公式(1)可得：

即，只需AGV 10前后轴等效转角之和为0(δ_f＝-δ_r)，或两个舵轮的转角服从以下约束时，可使k＝0：

由此，可将双舵轮AGV 10的运动模型简化为差速模型：

此时，AGV 10的速度满足：

AGV 10的角速度与各舵轮的角速度之间的关系可简化为：

两个舵轮相对于自主移动设备的运动方向的偏角可由下式确定：

因此，在步骤S3中，当舵角Ω为0°时，可根据下式确定各舵轮的控制参数：

其中，L、B分别表示自主移动设备的轴距和轮距，r为车轮半径，v_lf、ω_lf和δ_lf分别表示第一舵轮121的线速度、角速度和相对于自主移动设备的运动方向的偏角，v_rr、ω_rr和δ_rr分别表示第二舵轮122的线速度、角速度和相对于自主移动设备的运动方向的偏角，v_lf＝ω_lf·r，v_rr＝ω_rr·r。

类似地，当舵角Ω为90°时，相当于将AGV 10的轴距B与轮距L互换。因此，在步骤S3中，当舵角Ω为90°时，可根据下式确定各舵轮的控制参数：

其中，L、B分别表示自主移动设备的轴距和轮距，r为车轮半径，v_lf、ω_lf和δ_lf分别表示第一舵轮121的线速度、角速度和相对于自主移动设备的运动方向的偏角，v_rr、ω_rr和δ_rr分别表示第二舵轮122的线速度、角速度和相对于自主移动设备的运动方向的偏角，v_lf＝ω_lf·r，v_rr＝ω_rr·r。

应理解，在其它实施例中，舵角Ω也可设定为其它角度，例如被设定为从0°、60°和120°中选择。由此，可实现将自主移动设备在平面中的运动均分解为彼此成60°的三个分运动。

可选地，舵角Ω设定为从彼此相差90°的两个角度、例如45°和135°度中选择。由此，可实现将自主移动设备在平面中的运动均分解为彼此正交的两个分运动，其中，所述两个分运动均可依据差速运动模型来实现。

可选地，在每个路径轨迹段中，AGV 10沿直线运动。当AGV 10沿直线运动时，其角速度ω＝0。因此，δ_lf＝δ_rr＝0，v_lf＝v_rr＝v，ω_lf＝ω_rr。由此，可进一步简化控制算法。

在步骤S1中，采用的差速运动模型可以是切线模型、割线模型或圆弧模型。

例如，在一个示例性实施例中，步骤S1中采用满足下式的差速运动模型：

其中，x_k、y_k和θ_k表示自主移动设备在路径轨迹中的第k+1个路径轨迹点的位置坐标和姿态角，Δt表示自主移动设备从第k+1个路径轨迹点运动到第k+2个路径轨迹点所用的时间，求得的线速度v、角速度ω分别表示自主移动设备在第k+1个路径轨迹点到第k+2个路径轨迹点之间的路径轨迹段中的线速度和角速度。应理解，在应用上式表示的差速运动模型时，需考虑到切换舵角Ω时所引起的各变量的数值变化。例如，当舵角Ω从0°切换至90°时，相对于AGV的车坐标系随之转动了90°，使得尽管AGV本身保持不动，但AGV的姿态角将增大90°。

在一个示例性实施例中，步骤S1包括根据自主移动设备的起点、目的地和任务规划自主移动设备的路径轨迹。由此，可合理地规划自主移动设备的路径轨迹，从而在简化自主移动设备的运动模型的同时，仍满足自主移动设备的运动精度要求。特别是，在步骤S1中，基于差速运动模型，根据自主移动设备的起点、目的地和任务规划自主移动设备的路径轨迹。例如，如果由于可通行空间(可供AGV通行的空间)的限制，使得AGV以当前舵角Ω进行差速运动的路径轨迹将会非常复杂甚至无法到达目标点时，则可将路径轨迹进行合理分段，在不同路径轨迹段使用沿车头方向的运动模式和沿垂直于车头方向的运动模式分别进行控制。

自主移动设备的任务可能包括侧向对接、侧向行驶或侧向避障等。应理解，“侧向”是相对于AGV 10的固有朝向而言，其不随AGV 10的运动方向变化而变化。侧向可包括相对于AGV 10的纵向轴线l垂直的方向，也包括相对于纵向轴线l成大于30°、尤其大于45°、特别是大于75°的夹角的方向。

替代地或附加地，步骤S1包括根据自主移动设备的任务、自主移动设备的可通行空间和路径轨迹的弯折程度中的至少一者确定舵角Ω。

图4示意性地示出了根据AGV 10的任务确定舵角Ω。当AGV 10需要与另外的设备20、例如传送设备或货架等执行侧向对接任务时，舵角Ω被设定为90°(如虚线所示)。由此，可提高对接准确度。AGV 10与另外的设备20对接之后例如可实现仓储或生产线的重型物料的自动搬运、货架搬运、自动仓储系统和辊筒传送的自动装卸等。

图5示意性地示出了根据AGV 10的可通行空间确定舵角Ω。例如，当AGV 10需要通过较窄的通道时，例如通过两个货架之间的窄通道时，舵角Ω可设定为0°(如虚线所示)。应理解，AGV 10的沿纵向轴线l的长度通常大于垂直于纵向轴线l的宽度。因此，与舵角Ω等于90°的情况相比，当AGV 10以等于0°的舵角Ω沿直线运动时，所需的通道宽度较窄。如果通道的宽度大于AGV 10的宽度但小于AGV 10的长度，那么AGV 10无法以舵角Ω等于90°的运动模式进入或通过通道，因此，AGV 10需切换至舵角Ω等于0°的运动模式以便进入或通过通道。当然，当通道的宽度略大于 AGV 10的长度时，也可使AGV 10切换至舵角Ω等于0°的运动模式以便进入或通过通道，从而提高运动安全性。另外，如果AGV 10构造成沿纵向轴线l的长度小于垂直于纵向轴线l的宽度，则可在AGV 10需要通过较窄的通道时，将舵角Ω可设定为90°。

图6示意性地示出了根据AGV 10的路径轨迹的弯折程度确定舵角Ω。当AGV 10的路径轨迹包含转弯需求时，可切换舵角Ω。然后，AGV 10可以以切换后的舵角Ω运动，由此实现转弯。

可选地，当自主移动设备的任务不包含侧向需求时，相应的路径轨迹段的舵角Ω为0°；当自主移动设备的任务包含侧向需求时，相应的路径轨迹段的舵角Ω为90°。换言之，自主移动设备可优先以舵角Ω为0°的模式运动，仅当自主移动设备的任务包含侧向需求时，才将舵角Ω切换为90°。

本发明还涉及一种双舵轮式自主移动设备的运动控制系统，其中，所述运动控制系统包括双舵轮机构和用于控制双舵轮机构的操作的至少一个控制器，双舵轮机构和控制器设置成能够执行根据本发明的运动控制方法。所述至少一个控制器可以是安装在双舵轮式自主移动设备上的控制器。替代地，所述至少一个控制器也可包括安装在双舵轮式自主移动设备上的第一控制器和安装在调度中心中的第二控制器，第一控制器和第二控制器可相互通信，从而相互配合地执行根据本发明的运动控制方法。例如，自主移动设备的路径规划可在第二控制器中进行。然后，第二控制器将规划好的路径轨迹信息发送至第一控制器。第一控制器可在接收到规划的路径轨迹之后，执行后续步骤(例如步骤S2与S3)。

应理解，上文中针对双舵轮式自主移动设备的运动控制方法所描述的特征和优势同样适用于双舵轮式自主移动设备的运动控制系统。

另外，本发明还涉及一种计算机程序产品，其包括计算器程序指令，当所述计算机程序指令被一个或多于一个处理器执行时，所述处理器能够执行根据本发明的运动控制方法。

在本发明中，计算机程序产品可存储在计算机可读存储介质中。计算机可读存储介质例如可包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card，SMC)，安全数字(Secure Digital，SD)卡，闪存卡(Flash Card)、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其它易失性固态存储器件。处理器10可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其它通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application SpecificIntegrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其它可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者也可以是任何常规的处理器等。

尽管这里详细描述了本发明的特定实施方式，但它们仅仅是为了解释的目的而给出的，而不应认为它们对本发明的范围构成限制。在不脱离本发明精神和范围的前提下，各种替换、变更和改造可被构想出来。

附图标记列表

10 AGV

121 第一舵轮

122 第二舵轮

14 控制器

20 另外的设备。

Claims (10)

1.一种双舵轮式自主移动设备的运动控制方法，其中，所述运动控制方法包括下述步骤：

步骤S1，获取规划的路径轨迹；

步骤S2，基于差速运动模型和规划的路径轨迹，确定自主移动设备的与分段的路径轨迹对应的一系列线速度v、角速度ω和舵角Ω，其中，舵角Ω表示自主移动设备的运动方向与自主移动设备的纵向轴线的夹角；以及

步骤S3：使自主移动设备以所确定的线速度v、角速度ω和舵角Ω运动。

2.根据权利要求1所述的运动控制方法，其中，步骤S3包括下述子步骤：

子步骤S31，基于自主移动设备的线速度v、角速度ω和舵角Ω确定双舵轮自主移动设备的各舵轮的控制参数；以及

子步骤S32，根据各舵轮的控制参数操作双舵轮自主移动设备的双舵轮机构。

3.根据权利要求1或2所述的运动控制方法，其中，舵角Ω被设定为从0°和90°中选择。

4.根据权利要求3所述的运动控制方法，其中，双舵轮自主移动设备包括位于左前方的第一舵轮和位于右后方的第二舵轮。

5.根据权利要求4所述的运动控制方法，其中，在步骤S3中：

当舵角Ω为0°时，根据下式确定各舵轮的控制参数：

其中，L、B分别表示自主移动设备的轴距和轮距，r为车轮半径，v_lf、ω_lf和δ_lf分别表示第一舵轮的线速度、角速度和相对于自主移动设备的运动方向的偏角，v_rr、ω_rr和δ_rr分别表示第二舵轮的线速度、角速度和相对于自主移动设备的运动方向的偏角，v_lf＝ω_lf·r，v_rr＝ω_rr·r；和/或

当舵角Ω为90°时，根据下式确定各舵轮的控制参数：

其中，L、B分别表示自主移动设备的轴距和轮距，r为车轮半径，v_lf、ω_lf和δ_lf分别表示第一舵轮的线速度、角速度和相对于自主移动设备的运动方向的偏角，v_rr、ω_rr和δ_rr分别表示第二舵轮的线速度、角速度和相对于自主移动设备的运动方向的偏角，v_lf＝ω_lf·r，v_rr＝ω_rr·r。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的运动控制方法，其中，在步骤S1中，采用满足下式的差速运动模型：

其中，x_k、y_k和θ_k表示自主移动设备在路径轨迹中的第k+1个路径轨迹点的位置坐标和姿态角，Δt表示自主移动设备从第k+1个路径轨迹点运动到第k+2个路径轨迹点所用的时间，求得的线速度v、角速度ω分别表示自主移动设备在第k+1个路径轨迹点到第k+2个路径轨迹点之间的路径轨迹段中的线速度和角速度。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的运动控制方法，其中，步骤S1包括：

根据自主移动设备的起点、目的地和任务规划自主移动设备的路径轨迹；和/或

根据自主移动设备的任务、自主移动设备的可通行空间和路径轨迹的弯折程度中的至少一者确定舵角Ω。

8.根据权利要求7所述的运动控制方法，其中，当自主移动设备的任务不包含侧向需求时，相应的路径轨迹段的舵角Ω为0°；当自主移动设备的任务包含侧向需求时，相应的路径轨迹段的舵角Ω为90°。

9.一种计算机程序产品，其包括计算器程序指令，其中，当所述计算机程序指令被一个或多于一个处理器执行时，所述处理器够执行根据权利要求1-8中任一项所述的运动控制方法。

10.一种双舵轮式自主移动设备的运动控制系统，其中，所述运动控制系统包括双舵轮机构和用于控制双舵轮机构的操作的至少一个控制器，双舵轮机构和控制器设置成能够执行根据权利要求1-8中任一项所述的运动控制方法。

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