【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及運動規劃，特別涉及一種基于驅動裕度的智能機器人運動控制方法。
技術介紹
1、由于地外天體表面原始自然地形起伏多變，凹凸不平，巖石和沙地力學特性變化，因此，當地外探測輪式智能機器人在天體表面移動時，極易發生滑移滑轉。為了保證機器人的穩定工作，需要控制機器人每個車輪的牽引力。
2、目前，地外探測輪式智能機器人的牽引控制主要采用運動學控制方法，該方法主要基于運動學模型進行輪速分配。但在地外探測中，由于機器人每個車輪所處的環境和所受的接觸力均不同，因此，該方法確定出的各車輪產生的牽引力不協調，無法使得整個車體牽引力最優，容易造成機器人滑移或沉陷在松軟起伏的地面上。
3、因此，目前亟待需要一種基于驅動裕度的智能機器人運動控制方法來解決上述問題。
技術實現思路
1、本專利技術提供了一種基于驅動裕度的智能機器人運動控制方法，可以防止和減少機器人移動時發生滑移或沉陷在松軟起伏的地面上。技術方案如下：
2、一方面，提供了一種基于驅動裕度的智能機器人運動控制方法，方法包括：
3、預先構建智能機器人中每個車輪的牽引力與滑移率之間的關系曲線；
4、基于所述關系曲線，確定驅動裕度函數；所述驅動裕度函數用于基于各車輪的滑移率確定相應車輪的驅動裕度，所述驅動裕度用于表征車輪距其產生最大牽引力的剩余可控能力；
5、預先構建所述智能機器人的牽引力優化模型，所述優化模型以各車輪驅動裕度的標準差最小為目標函數，以各車輪的牽引力在前進方
6、獲取所述機器人中每個車輪當前時刻的牽引力，并基于所述關系曲線反解各車輪當前時刻的滑移率；
7、基于各車輪當前時刻的滑移率和所述驅動裕度函數，確定相應車輪當前時刻的驅動裕度；
8、基于當前時刻的運動指令，以各車輪當前時刻的滑移率和驅動裕度作為初始值，對所述優化模型進行迭代計算，得到每個車輪的牽引力優化結果。
9、另一方面，提供了一種基于驅動裕度的智能機器人運動控制裝置，裝置包括：
10、第一構建單元，用于預先構建智能機器人中每個車輪的牽引力與滑移率之間的關系曲線；
11、第一確定單元，用于基于所述關系曲線，確定驅動裕度函數；所述驅動裕度函數用于基于各車輪的滑移率確定相應車輪的驅動裕度，所述驅動裕度用于表征車輪距其產生最大牽引力的剩余可控能力；
12、第二構建單元，用于預先構建所述智能機器人的牽引力優化模型，所述優化模型以各車輪驅動裕度的標準差最小為目標函數，以各車輪的牽引力在前進方向的合力以及沿偏航方向的合力矩為約束條件；
13、獲取單元，用于獲取所述機器人中每個車輪當前時刻的牽引力，并基于所述關系曲線反解各車輪當前時刻的滑移率；
14、第二確定單元，用于基于各車輪當前時刻的滑移率和所述驅動裕度函數，確定相應車輪當前時刻的驅動裕度；
15、優化單元，用于基于當前時刻的運動指令，以各車輪當前時刻的滑移率和驅動裕度作為初始值，對所述優化模型進行迭代計算，得到每個車輪的牽引力優化結果。
16、另一方面，提供了一種計算機可讀存儲介質，存儲介質內存儲有計算機程序，計算機程序被處理器執行時實現上述基于驅動裕度的智能機器人運動控制方法的步驟。
17、另一方面，提供了一種計算機程序產品，包括計算機程序，計算機程序被處理器執行時實現上述的基于驅動裕度的智能機器人運動控制方法的步驟。
18、本專利技術實施例提供了一種基于驅動裕度的智能機器人運動控制方法，該方法首先提出了驅動裕度的概念，以基于驅動裕度反映車輪距其產生最大牽引力的剩余可控能力。然后，在進行牽引力優化時，以各車輪驅動裕度的標準差最小為目標函數，可以保證各車輪的驅動裕度平衡，即各車輪都得的有效牽引；以各車輪的牽引力在前進方向的合力以及沿偏航方向的合力矩為約束條件，可以保證各車輪的綜合牽引力最優。如此，能夠根據當前不同車輪的滑移情況優化每個車輪的牽引力，進而提高機器人的通過能力，從主動控制的角度防止和減少運動中滑移和沉陷在松軟起伏地面上的發生。
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1.一種基于驅動裕度的智能機器人運動控制方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述關系曲線是基于地面試驗確定的，確定方法如下：
3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述驅動裕度函數的計算公式為：
4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述目標函數為：
5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述約束條件為：
6.一種基于驅動裕度的智能機器人運動控制裝置，其特征在于，所述裝置包括：
7.根據權利要求6所述的裝置，其特征在于，所述關系曲線是基于地面試驗確定的，確定方法如下：
8.根據權利要求6所述的裝置，其特征在于，所述驅動裕度函數的計算公式為：
9.一種計算機設備，其特征在于，所述計算機設備包括存儲器和處理器，所述存儲器用于存放計算機程序，所述處理器用于執行所述存儲器上所存放的計算機程序，以實現上述權利要求1-5任一所述方法的步驟。
10.一種計算機可讀存儲介質，其特征在于，所述存儲介質內存儲有計算機程序，所述計算機程序被處理
...【技術特征摘要】
1.一種基于驅動裕度的智能機器人運動控制方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述關系曲線是基于地面試驗確定的，確定方法如下：
3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述驅動裕度函數的計算公式為：
4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述目標函數為：
5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述約束條件為：
6.一種基于驅動裕度的智能機器人運動控制裝置，其特征在于，所述裝置包括：
7.根據權利要求...
【專利技術屬性】
技術研發人員：邢琰，楊偉奇，滕寶毅，張洪嘉，胡勇，
申請(專利權)人：北京控制工程研究所，
類型：發明
國別省市：
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