[发明专利]移动机器人三次多项式速度曲线实时规划方法及装置

说明书

本发明公开了一种移动机器人三次多项式速度曲线实时规划方法及装置，所述方法包括：在每一个控制周期，获取移动机器人当前的速度v_t、上一个控制周期的加速度a_t‑1、以及当前距离终点的距离s_t，根据v_t、a_t‑1、s_t、以及预设的加加速度J，进行移动机器人的动作策略判断；根据动作策略判断结果进行移动机器人速度曲线的实时规划。本发明能够为移动机器人实时规划最合适的行走速度，使其运行轨迹满足要求。

技术领域

本发明涉及物流机器人运动控制技术领域，尤其是涉及一种移动机器人三次多项式速度曲线实时规划方法及装置。

背景技术

在现有技术中，仓储物流自动化应用场景中，自动导引运输车(AGV)或自主移动机器人(AMR)被广泛地用于货物搬运、拣选、传输、分类等。相比传统的人工操作，移动机器人自动化运作大幅提升了物流效率、降低了人工成本。AGV或AMR在工作时，其运载货物的质量、重心往往是变化不定的，为了使移动机器人能够平稳地起步和停止、运输过程中更快速地行走、并适应不同的货物搭载情形，通常为移动机器人的行走路径规划一个适宜的速度S曲线。常用的S曲线有梯形速度S曲线、多项式S曲线、三角函数加加速度S曲线。

在现有技术中，提供了一种物流搬运设备S曲线加减速度规划与控制方法，公开了一种三次多项式S曲线的规划方法和实施过程中移动机器人的运行误差控制方法。该发明专利在移动机器人每次运行前，一次性规划出行走路径的S曲线，以移动机器人的当前位移作为判断依据并对比规划好的S曲线，计算得出应该下发的行走速度，同时结合理论计算的当前位移和实际位移，对速度进行PID控制调整，最终得到实际下发给移动机器人的运行速度。

但是，上述技术方案存在以下技术问题：

1、速度曲线规划所需的计算时间长，尤其是4段S曲线无法解析求解，需要使用二分查找的方式搜索近似解；

2、速度曲线是提前规划好的，不支持在行走过程中任意改变目的地并实时规划速度曲线；

3、固定轨迹的速度曲线规划，不支持在行进过程中实时调整速度并跟随前方的移动障碍物；

4、使用位移判断当前的运行速度，有可能在位移误差较大时计算得到的速度变化较大，导致移动机器人运行不稳定。

发明内容

本发明的目的在于提供一种移动机器人三次多项式速度曲线实时规划方法及装置，旨在解决现有技术中的上述问题。

本发明提供一种移动机器人三次多项式速度曲线实时规划方法，包括：

在每一个控制周期，获取移动机器人当前的速度v_t、上一个控制周期的加速度a_t-1、以及当前距离终点的距离s_t，根据v_t、a_t-1、s_t、以及预设的加加速度J，进行移动机器人的动作策略判断；

根据动作策略判断结果进行移动机器人速度曲线的实时规划。

本发明提供一种移动机器人三次多项式速度曲线实时规划装置，包括：

动作策略判断模块，用于在每一个控制周期，获取移动机器人当前的速度v_t、上一个控制周期的加速度a_t-1、以及当前距离终点的距离s_t，根据v_t、a_t-1、s_t、以及预设的加加速度J，进行移动机器人的动作策略判断；

实时规划模块，用于根据动作策略判断结果进行移动机器人速度曲线的实时规划。