[发明专利]一种用于移动机器人自动跟随目标行驶的方法和装置

权利要求书

1.一种用于移动机器人自动跟随目标行驶的方法，其特征在于：将一个拉线式牵引器水平安装于移动机器人上，拉线式牵引器中的牵引线出线口朝向正前方，通过牵引线将目标和移动机器人相连接，在目标运动时，利用安装于拉线式牵引器内的拉线式位移传感器测得目标与移动机器人的相对距离，利用安装于拉线式牵引器内的角度传感器测得拉线式牵引器与目标的相对角度，包括方位角和俯仰角，从而完成目标相对于移动机器人相对位置的估计，以引导移动机器人跟随目标行驶；所述的拉线式牵引器(2)，包括拉线式位移传感器(20)、牵引线垂直限位器(21)、垂直摆动关节(22)和水平摆动关节(23)；拉线式位移传感器(20)包括基座(201)、绕线装置(202)、牵引线(200)和牵引线位移传感器(203)，牵引线(200)可拉出一定长度，并可通过绕线装置(202)自动回收，通过牵引线位移传感器(203)测量牵引线拉出长度；牵引线垂直限位器(21)包括基座(211)和两个水平导线辊子(212和213)，牵引线垂直限位器基座(211)与拉线式位移传感器基座(201)固连，利用其所包含的两个水平导线辊子(212和213)，限制牵引线垂直方向活动空间，同时保证牵引线的顺滑进出；垂直摆动关节(22)包括基座(221)、两个垂直导线辊子(222和223)和角度传感器(224)，垂直摆动关节基座(221)通过轴承(2110和2111)与牵引线垂直限位器基座(211)连接，垂直摆动关节基座(221)可通过轴承绕摆动中心轴(22100)垂直摆动，利用其所包含的两个垂直导线辊子(222和223)，限定牵引线在水平方向的活动空间，同时保证牵引线的顺滑进出，垂直摆动关节(22)所包含的角度传感器(224)通过联轴或共轴方式与垂直摆动关节基座(221)的摆动中心轴(22100)连接，测量出垂直摆动关节(22)垂直摆动的俯仰角；水平摆动关节(23)包括基座(231)、两个水平导线辊子(234和235)、两个垂直导线辊子(232和233)和角度传感器(236)，水平摆动关节基座(231)通过轴承(2210和2211)与垂直摆动关节基座(221)连接，水平摆动关节基座(231)可通过轴承绕摆动中心轴(23100)水平摆动，水平摆动关节(23)利用其所包含的两个水平导线辊子(234和235)和两个垂直导线辊子(232和233)，分别限定牵引线(200)在垂直方向和水平方向的活动空间，同时保证牵引线(200)的顺滑进出，水平摆动关节(23)所包含的角度传感器(236)通过联轴或共轴方式与摆动关节基座的摆动中心轴(23100)连接，测量出水平摆动关节(23)水平摆动的方位角；由牵引线位移传感器(203)测量得到牵引线拉出长度L₂、由角度传感器(224)测量得到垂直摆动关节(22)的俯仰角α₂，由角度传感器(236)测量得到的水平摆动关节(23)的方位角为β₂，垂直摆动关节(22)的长度为L₂₂，水平摆动关节(23)的长度为L₂₃，被跟随目标相对牵引器的相对坐标计算方法为：x₂＝(L₂₃+L₂)·sinβ₂，y₂＝(L₂₂+(L₂₃+L₂)·cosβ₂)·cosα₂，z₂＝(L₂₂+(L₂₃+L₂)·cosβ₂)·sinα₂。