[发明专利]移动机器人底盘的运动控制方法以及移动机器人底盘

权利要求书

1.一种移动机器人底盘的运动控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

获取底盘两个后轮的转动角速度和前轮转向驱动电机的转向角度；

根据所述前轮转向驱动电机的转向角度、以及所述前轮转向驱动电机的转向角度与所述前轮的转向角度的对应关系，获得前轮的转向角度；

根据所述两个后轮的转动角速度、所述前轮的转向角度以及底盘运动学模型，计算获得底盘转向角速度和底盘前进速度；

将所述底盘转向角速度、所述底盘前进速度以及所述两个后轮的转动角速度输入到构建的卡尔曼滤波器中，获得修正后的底盘转向角速度和修正后的底盘前进速度；其中，所述卡尔曼滤波器中的测量矩阵通过构建的底盘测量模型确定；

根据目标转向角速度与修正后的所述底盘转向角速度的偏差、目标前进速度与修正后的所述底盘前进速度的偏差、以及底盘逆运动学模型，获得底盘运动控制误差；

根据所述控制误差，调整底盘运动。

2.根据权利要求1所述的移动机器人底盘的运动控制方法，其特征在于，所述卡尔曼滤波器中的测量矩阵为：

其中，H表示测量矩阵；R_W表示所述后轮的直径；L_TW表示两个所述后轮的转动轴心之间的轮距宽度。

3.根据权利要求1或2所述的移动机器人底盘的运动控制方法，其特征在于，

所述根据所述两个后轮的转动角速度、所述前轮的转向角度以及底盘运动学模型，获得底盘转向角速度和底盘前进速度的步骤，包括：

根据所述两个后轮的转动角速度，获得底盘前进速度；

将所述底盘前进速度和所述前轮的转向角度输入到所述底盘运动学模型中，获得底盘转向角速度；

其中，所述底盘前进速度为两个驱动后轮的角速度与后轮半径的乘积的和的一半；所述底盘转向角速度为所述前轮的转向角度的正切值与底盘前进速度的乘积，再与轮距宽度的比值。

4.根据权利要求3所述的移动机器人底盘的运动控制方法，其特征在于，

所述根据目标转向角速度和修正后的所述转向角速度的偏差、目标前进速度和修正后的所述前进速度的偏差以及底盘逆运动学模型，获得底盘运动的控制误差的步骤，包括：

根据目标前进速度和修正后的所述底盘前进速度的偏差，获得底盘后轮的控制误差；

将目标转向角速度与修正后的所述底盘转向角速度的偏差、以及所述底盘后轮的控制误差输入至所述底盘逆运动学模型中，获得底盘前轮的控制误差。

5.一种移动机器人底盘的运动控制装置，其特征在于，包括：

底盘状态获取模块，用于获取底盘两个后轮的转动角速度和前轮转向驱动电机的转向角度；

前轮转向角度获取模块，用于根据前轮转向驱动电机的转向角度、以及所述前轮转向驱动电机的转向角度与所述前轮的转向角度的对应关系，获得前轮的转向角度；

底盘状态计算模块，用于根据所述两个后轮的转动角速度、所述前轮的转向角度以及底盘运动学模型，计算获得底盘转向角速度和底盘前进速度；

状态修正模块，用于将所述底盘转向角速度、所述底盘前进速度以及所述两个后轮的转动角速度输入到构建的卡尔曼滤波器中，获得修正后的底盘转向角速度和修正后的底盘前进速度；其中，所述卡尔曼滤波器中的测量矩阵通过构建的底盘测量模型确定；

控制误差计算模块，用于根据目标转向角速度与修正后的所述底盘转向角速度的偏差、目标前进速度与修正后的所述底盘前进速度的偏差、以及底盘逆运动学模型，获得底盘运动控制误差；

控制模块，用于根据所述控制误差，调整底盘运动。