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一种机器人逆时针运动控制方法

本发明公开了一种机器人逆时针运动控制方法，该方法包括以下步骤：设定并输入多个机器人运动参数；计算机器人运动的第一圆心的坐标；计算机器人运动的第二圆心的坐标；计算第一圆心指向第二圆心的单位向量；计算机器人运动的第一转换点的坐标；计算机器人运动的第二转换点的坐标；计算机器人运动的第一转角；计算机器人运动的第二转角；基于上述运动路径参数，对于机器人的逆时针运动进行控制。本发明结合机器人学知识，利用坐标旋转变换方法实现了对于机器人逆时针运动的控制，本发明简单而且实用。

【专利说明】一种机器人逆时针运动控制方法

【技术领域】

[0001]本发明涉及机器人【技术领域】，具体是一种机器人逆时针运动控制方法。

【背景技术】

[0002]近年来，勘察、目标获取、搜索与援救、监督、环境监测等方面广泛的应用需求使移动机器人技术

得到快速的发展。其中，导航技术是移动机器人研究的核心技术之一，而路径规划是导航的基本环节之一。机器人路径规划的基本思想是依据某种标准(如时间最短、能量最少、路径最短等)寻一条从起始点到目标点的无碰撞的最优或近似最优的路径。路径规划可分为全局路径规划与局部路径规划，全局路径规划的主要算法有可视图法、栅格解耦法、概率图法、拓扑法和神经网络法；局部路径规划的主要算法有人工势场法、快速随机搜索树(RRT)和模糊逻辑算法等。

【发明内容】

[0003]本发明的目的是提出一种机器人逆时针运动控制方法，以进行机器人CSC路径规划，使得机器人按照规划的路线进行逆时针运动。

[0004]本发明提出的一种机器人逆时针运动控制方法包括以下步骤: [0005]步骤S1：设定并输入多个机器人运动参数，所述运动参数至少包括：机器人运动初始点S坐标(xs, ys)，机器人在初始点S处的初始方向单位向量Ps (pxs, Pys)，机器人运动目标点G坐标(xg，yg)，机器人在目标点G处的目标方向单位向量Pg (pxg，pyg)，以及机器人容许的转弯半径R ;

[0006]步骤S2：基于初始点S、初始方向单位向量Ps和转弯半径R计算得到机器人从初始点S沿初始方向单位向量Ps以转弯半径R做逆时针绕第一圆心Os运动的第一圆心Os的坐标(xQS, yys)；

[0007]步骤S3：基于目标点G、目标方向单位向量Pg和转弯半径R计算得到机器人以转弯半径R沿逆时针方向绕第二圆心Og运动以到达目标点G和目标方向单位向量Pg的第二圆心Og的坐标(xog, yog)；

[0008]步骤S4：基于第一圆心Os和第二圆心Og的坐标计算得到由第一圆心Os 指向第二圆心Og的单位向量Q(qx, qy)；

[0009]步骤S5：基于所述单位向量Q、转弯半径R和第一圆心Os计算得到机器人从绕第一圆心Os逆时针运动转为沿单位向量Q方向作直线运动的第一转换点Ws的坐标

(Xws，^ws);

[0010]步骤S6：基于所述单位向量Q、转弯半径R和第二圆心Og计算得到机器人从沿单位向量Q方向直线运动转为绕第二圆心Og逆时针运动的第二转换点Wg的坐标(xwg, ywg)；

[0011]步骤S7：基于第一圆心Os、初始点S、第一转换点Ws计算得到机器人

从初始点S逆时针绕第一圆心Os运动到第一转换点Ws转过的第一转角a s ；

[0012]步骤S8：基于第二圆心0g、目标点G、第二转换点Wg计算得到机器人从第二转换点Wg沿逆时针绕第二圆心Og运动到目标点G转过的第二转角βg ；

[0013]步骤S9：基于所述步骤S2-S8计算得到的运动路径参数，对于机器人的逆时针运动进行控制，所述机器人的逆时针运动路径为：由初始点S以转弯半径R绕第一圆心Os逆时针运动转过第一转角a s到达第一转换点Ws，由第一转换点Ws沿单位向量Q方向直线运动到第二转换点Wg，由第二转换点Wg以转弯半径R绕第二圆心Og逆时针运动转过第二转角即到达目标点G。[0014]本发明结合机器人学，提出了一种机器人逆时针运动控制方法，其具体通过坐标旋转变换的方法来实现，简单而且实用。

【专利附图】

【附图说明】

[0015]图1是本发明机器人逆时针运动控制方法的示意图。

【具体实施方式】

[0016]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。

[0017]图1是本发明机器人逆时针运动控制方法的示意图，如图1所示，本发明提出的一种机器人逆时针运动控制方法包括以下几个步骤:

[0018]步骤S1：设定并输入多个机器人运动参数，所述运动参数至少包括：机器人运动初始点S坐标(xs, ys)，机器人在初始点S处的初始方向单位向量Ps (pxs, Pys)，机器人运动目标点G坐标(xg，yg)，机器人在目标点G处的目标

方向单位向量Pg (pxg，pyg)，以及机器人容许的转弯半径R ;·

[0019]步骤S2：基于初始点S、初始方向单位向量Ps和转弯半径R计算得到机器人从初始点S沿初始方向单位向量Ps以转弯半径R做逆时针绕第一圆心Os 运动的第一圆心Os的坐标(xos，yj ；

[0020]该步骤具体为：先将初始方向单位向量Ps逆时针旋转90度，然后与转弯半径R相乘，再将相乘结果与初始点S坐标相加即得第一圆心Os的坐标。[0021]步骤S3：基于目标点G、目标方向单位向量Pg和转弯半径R计算得到机器人以转弯半径R沿逆时针方向绕第二圆心Og运动以到达目标点G和目标方向单位向量Pg的第二圆心Og的坐标(xog, yog)；

[0022]该步骤具体为：先将目标方向单位向量Pg逆时针旋转90度，然后与转弯半径R相乘，再将相乘结果与目标点G坐标相加即得第二圆心Og的坐标。[0023]步骤S4：基于第一圆心Os和第二圆心Og的坐标计算得到由第一圆心Os 指向第二圆心Og的单位向量Q(qx, qy)；

[0024]该步骤具体为：用第二圆心Og的坐标减去第一圆心Os的坐标，再将相减结果除以第一圆心Os和

第二圆心Og两点间的长度值即得单位向量Q。[0025]步骤S5：基于所述单位向量Q、转弯半径R和第一圆心Os计算得到机器人从绕第一圆心Os逆时针运动转为沿单位向量Q方向作直线运动的第一转换点Ws的坐标

(Xws，^ws);

[0026]该步骤具体为：先将单位向量Q顺时针旋转90度，然后与转弯半径R相乘，再将相乘结果与第一圆心Os坐标相加即得第一转换点Ws的坐标。[0027]步骤S6：基于所述单位向量Q、转弯半径R和第二圆心Og计算得到机器人从沿单位向量Q方向直线运动转为绕第二圆心Og逆时针运动的第二转换点

Wg的坐标(xwg, ywg)；

[0028]该步骤具体为：先将单位向量Q顺时针旋转90度，然后与转弯半径R相乘，再将相乘结果与第二圆心Og坐标相加即得第二转换点Wg的坐标。[0029]步骤S7：基于第一圆心Os、初始点S、第一转换点Ws计算得到机器人从初始点S逆时针绕第一圆心Os运动到第一转换点Ws转过的第一转角a s ；

[0030]所述步骤S7进一步包括以下步骤: [0031]步骤S71：计算第一圆心Os

指向初始点S的第一向量MS：由初始点S的坐标减第一圆心Os的坐标即可得第一向量MS ；

[0032]步骤S72：计算第一圆心Os指向第一转换点Ws的第二向量NS：由第一转换点Ws的坐标减第一圆心Os的坐标即可得第二向量NS ；

[0033]步骤S73：用反余弦求取第一向量MS和第二向量NS之间的夹角α；[0034]步骤S74：判断从初始点S逆时针绕第一圆心Os到达第一转换点Ws转过的第一转角α s是否大于180度，如果a s小于等于180度，则令a s等于α，否则令a s等于2 π - α ;

[0035]所述步骤S74具体为:

[0036]当pys

本文发布于:2024-09-22 18:24:43，感谢您对本站的认可！

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