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申请/专利权人：武汉大学
摘要：本发明提出了一种适应有限定位偏差的地面机器人稳健运动规划方法和系统。针对全局规划在定位偏差时可能给出不安全轨迹的问题，设计了适应定位偏差的全局规划方法；针对现有局部运动规划受定位偏差干扰的问题，设计确保局部运动规划安全稳健的策略；针对地面运动机器人不同的运动模型和避障需求，设计了基于微分平坦输出的2D轨迹优化方法，建立微分平坦运动模型，根据静态和动态障碍物的碰撞约束，实现对地面机器人可通行轨迹的优化。本发明在全局规划中考虑了定位存在的有限偏差，在局部规划中考虑了地面机器人的运动约束和避障条件，优化了地面机器人的运动轨迹，从而实现机器人的稳健运动规划。
主权项：1.适应有限定位偏差的地面机器人稳健运动规划方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，根据机器人的当前位置和目标点，利用全局规划方法规划全局路径，进而在全局路径上根据定位偏差的上限选取可靠路径点；步骤2，基于定位信息和点云帧序列，机器人上的计算单元通过建图方法维护一个局部场景的地图；选取离机器人最近的可靠路径点，将其投影到该局部场景地图的边界上，以该投影为目标点进行局部运动规划；步骤3，为了处理动态障碍物，机器人的计算单元对于输入的每个点云帧，从点云帧构建距离图像并根据相邻点的夹角分割目标，利用匈牙利算法关联点云帧序列中的分割块，再利用卡尔曼滤波算法更新和预测分割块的运动状态，得到物体的轨迹；根据物体运动速度区分运动物体，从而选出对应运动物体的轨迹；步骤4，对差速驱动运动和全向运动机器人定义微分平坦运动方程，进而，从步骤2局部运动规划得到的初始轨迹采样点构建以MINCO算法表达的地面机器人轨迹，再根据地面机器人的运动约束、运动障碍物的轨迹和静态障碍物的位置，构建含运动和避障约束的轨迹优化损失函数，利用优化方法最小化损失函数，得到优化的控制速度，输入控制器以执行轨迹；运动障碍物轨迹来自步骤3；静态障碍物来自步骤2的局部场景地图。
全文数据：
权利要求：
百度查询： 武汉大学 适应有限定位偏差的地面机器人稳健运动规划方法和系统
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