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申请/专利权人：清华大学深圳国际研究生院

摘要：本发明公开了一种仿地形城市救援机器人的自主导航方法，包括如下步骤：S1、建立救援机器人模型；S2、为所述救援机器人的每个车轮设计控制器用于调节各轮轮速；S3、对所述控制器采用PID速度环的方式进行闭环控制来保证其控制效果的精度；S4、获取感知信息，便于后续的建图与自主导航；S5、在通用的PUTN算法的基础上，设计相应的代价函数使得所述救援机器人能够实时的规避局部障碍物同时平稳地跟随全局参考路径。本发明实现了在非结构化城市地形环境下机器人无先验实时自主导航功能，可用于危险地形下的救援任务。本发明实现了仿地形八轮车的运动学建模与仿真，可用于不同导航算法验证与调试。

主权项：1.一种仿地形城市救援机器人的自主导航方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、建立救援机器人模型；S2、为所述救援机器人的每个车轮设计控制器用于调节各轮轮速；S3、对所述控制器采用PID速度环的方式进行闭环控制来保证其控制效果的精度；S4、获取感知信息，便于后续的建图与自主导航；S5、在通用的PUTN算法的基础上，设计相应的代价函数使得所述救援机器人能够实时的规避局部障碍物同时平稳地跟随全局参考路径；所述救援机器人为八轮救援机器人，每四个轮子为一组，被固定在一个转向架上，前转向架与后转向架通过一条杆连接，其中，后转向架固定，前转向架可以绕其中心轴转动，使八轮救援机器人实现转向操作；转向架上方的平面用于放置雷达，机械臂部件，使八轮救援机器人能执行多种复杂任务；步骤S5中，具体的设计如下： s.t.xk+1＝fxk,ukx0＝xstart 其中，Q和R分别为系数矩阵，分别设置为分别代表状态量和输入量的权重；xk为机器人状态量，x0和xstart为初始机器人状态量，uk为机器人输入量，f为系统运动学模型，具体形式为 Δt为时间间隔；分别为状态量和输入量的约束；为障碍物的状态；dsafe为安全距离；λ为控制输入权值，它的计算如下：λ＝1-tmean1-σmean-2其中tmean表示预测时域内点的可通行性的均值，可通行性由PUTN算法中全局规划部分定义，表征机器人穿越相关地区的能力；将均值放入速度的代价函数中，使得机器人在tmean较大或者不确定性σmean较大的区域减速行驶；dsafe对附近的障碍物添加膨胀半径，这样可以确保机器人在运动时的安全性。

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