[发明专利]机器人的行进控制方法、系统、电子设备及存储介质

权利要求书

1.一种机器人的行进控制方法，其特征在于，所述行进控制方法包括：

确定所述机器人直线行走时相对于基准直线的角度偏移量，基于该角度偏移量对所述机器人的行进执行第一PID控制，以建立角度控制闭环，

确定所述机器人直线行走时相对于基准直线的速度偏移量，基于该速度偏移量对所述机器人的行进执行第二PID控制，以建立速度控制闭环，

确定所述机器人直线行走时相对于基准直线的距离偏移量，基于该距离偏移量对所述机器人的行进执行第三PID控制，以建立偏距控制闭环，以及

利用如上的三种控制闭环，同时在对应控制闭环中结合编码器和陀螺仪来控制所述机器人的行进，使得机器人按照基准直线进行直线行走。

2.根据权利要求1所述的行进控制方法，其特征在于，在第三PID控制中，利用如下公式来计算所述机器人的在各个时刻的坐标，

其中，x_r是机器人的位置，x是机器人的横坐标，y是机器人的纵坐标，θ为机器人转过的角度，ω_r和υ_r分别为机器人角速度和线速度，w为所使用的传感器和模型这两者的误差。

3.根据权利要求1所述的行进控制方法，其特征在于，

所述角度控制闭环包括：将所述陀螺仪的采集数据与所述编码器的采集数据进行融合，然后通过卡尔曼滤波器输出最优角速度。

4.根据权利要求3所述的行进控制方法，其特征在于，所述卡尔曼滤波器是离散时间扩展卡尔曼滤波器。

5.根据权利要求1-4的任意一项所述的行进控制方法，其特征在于，所述方法还包括：

在陀螺仪方面顺次地进行陀螺仪初始化、读取数据寄存器并校正零漂和输出所述机器人的电机的角速度，

在编码器方面顺次地进行编码器初始化、读取机器人的左右轮的脉冲数并进行低通滤波和输出机器人的电机的角速度，

将在陀螺仪方面输出的电机的角速度和在编码器方面输出的电机的角速度进行数据融合后经过卡尔曼滤波，输出最优角速度，以及

基于所述最优角速度，通过角速度积分计算偏航角。

6.一种机器人的行进控制系统，其特征在于，所述行进控制系统包括：

角度控制子系统：其确定所述机器人直线行走时相对于基准直线的角度偏移量，基于该角度偏移量对所述机器人的行进执行第一PID控制，以建立角度控制闭环，

速度控制子系统：其确定所述机器人直线行走时相对于基准直线的速度偏移量，基于该速度偏移量对所述机器人的行进执行第二PID控制，以建立速度控制闭环，

偏距控制子系统：其确定所述机器人直线行走时相对于基准直线的距离偏移量，基于该距离偏移量对所述机器人的行进执行第三PID控制，以建立偏距控制闭环，以及

编码器和陀螺仪，

其中，利用如上的三种控制子系统建立的控制闭环，同时在对应控制闭环中结合编码器和陀螺仪来控制所述机器人的行进，使得机器人按照基准直线进行直线行走。

7.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1-5任一项所述方法的步骤；

所述处理器包括角度PID控制器、速度PID控制器、偏距PID控制器，并且

所述电子设备还包括编码器和陀螺仪。

8.根据权利要求7所述的电子设备，其特征在于，

至少由所述机器人的电机、所述编码器以及所述速度PID控制器构成了所述速度控制闭环，

至少由所述机器人的电机、所述编码器、所述机器人的底盘、所述陀螺仪以及所述角度PID控制器构成了所述角度控制闭环，以及

至少由所述机器人的电机、所述编码器、所述机器人的底盘、所述陀螺仪以及所述偏距PID控制器构成了所述偏距控制闭环。