[发明专利]机器人路径跟踪方法

说明书

本发明提供了一种机器人路径跟踪方法，提高机器人在发布的路径上贴合度，解决在较大弯度的路径上机器人不贴合的问题。其包括以下步骤：获取机器人的全局路径，根据这段行走的距离判断为直线模式或圆弧模式；直线模式采用pid控制算法来进行线速度与角速度的控制；在圆弧模式下行走，利用贝塞尔曲线对转弯点处进行插值；计算机器人当前位置到局部目标点之间拟合弧线的相对曲率；行走过程中不停地判断机器人有没有接近当前的转弯点位置并调整位姿，以安全到达终点位置。

技术领域

本发明涉及一种机器人路径跟踪方法，属于人工智能技术领域。

背景技术

随着科技的发展，各种机器人开始出现在各个生活场所，用于代替人工执行一些任务，服务机器人正逐步替代部分人工的工作。目前，已将机器人广泛应用于餐厅、酒店、医院、博物馆、文化馆、政府机构等场景中，提供配送、引导、讲解等服务。应用于上述场景中的机器人需要克服使用场地的限制，进行无轨道移动。在一些应用场景中，机器人需要按照用户指定的路径进行移动，不要移动到不必要的区域内。

在原始的纯路径追踪算法中，首先需要计算指定路径上点与当前机器人最近的点(reference point)，然后从该最近点向前(路径是有向的)计算指定L距离的前向点(forward point)，从而把计算的前向点作为目标点进行运动。此方法对直线路径完全适应，但是不适应于在有较大弯度的路径中，当路径有较大的转弯时，转弯特征会被忽略，从而导致机器人无法在较大转弯处很好地跟随路径。

发明内容

本发明目的是提供了一种机器人路径跟踪方法，提高机器人在发布的路径上贴合度，解决在较大弯度的路径上机器人不贴合的问题。

本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现：

一种机器人路径跟踪方法，包括以下步骤：

S1.获取机器人的全局路径，根据这段行走的距离判断为直线模式或圆弧模式；

S2.直线模式采用pid控制算法来进行线速度与角速度的控制；

S3.在圆弧模式下行走，利用贝塞尔曲线对转弯点处进行插值；

S4.计算机器人当前位置到局部目标点之间拟合弧线的相对曲率；

S5.在直线行走的过程中，不停地判断机器人有没有接近当前的转弯点位置，如果到达当前的转弯点的前2米，那么减速；等到达转弯点位置后，停止运动，开始旋转，使机器人朝向新的局部目标点集，期间不停地判断机器人有没有到达转弯点的位姿，如果满足条件，那么开始加速前进，不停地判断机器人有没有到达最终的目标点，同样如果到达目标点前m米，减速，最后安全到达终点位置；

S6.在圆弧行走过程中，不停地判断机器人有没有到达最终的目标点位置，如果到达目标点前m米，那么减速，直到安全到达点位置后停止，在拐弧线模式下，机器人在拐弯处会根据当前路径的弯曲程度d，计算出一组线速度和角速度驱动机器人过弯。

所述机器人路径跟踪方法优选方案，步骤S1具体过程如下：

S11.根据机器人当前位置(x,y)向前搜索5米的距离，取出这段距离中所有的点来进行判断；

S12.将这段距离中的点位(x_i,y_i)与(x_i+1,y_i+1)进行计算，保存记录两个点之间的斜率

S13.遍历这个两点之间的斜率，当前后n个k值保持相同的斜率范围内是，则这段行走的距离模式可判断为直线模式，当连续k＞α(α为斜率阈值)后，则这段行走的距离为圆弧模式。

所述机器人路径跟踪方法优选方案，步骤S2具体过程如下：