申请/专利权人：中国人民解放军空军军医大学

申请日：2022-03-23

公开（公告）日：2024-06-28

公开（公告）号：CN114625148B

主分类号：G05D1/43

分类号：G05D1/43

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.06.28#授权;2022.07.01#实质审查的生效;2022.06.14#公开

摘要：本发明公开了一种包含模型约束和实时误差系统的消毒机器人路径规划方法，包括：构建与机器人系统运行过程相对应的含区间分数阶模型，并得到机器人系统在运行过程中的运动模型约束；对机器人系统和分数阶模型的运行误差进行构建，应用误差观测器理论，得到机器人系统在运行过程中的实时误差；根据运动模型约束和实时误差系统，构建机器人系统路径规划过程中动态的综合模型约束；以综合模型约束作为路径规划约束条件，使用基于空间节点稀疏且双向节点拟合算法，实时迭代空间中已得到的节点信息，以改进RRT*随机树，快速得到可行的路径。本发明能够充分考虑机器人的底盘特性和运行误差，实现机器人的高精度控制，提高机器人的作业效率和质量。

主权项：1.一种包含模型约束和实时误差系统的消毒机器人路径规划方法，应用在使用RRT*随机树算法进行路径规划的机器人系统上，其特征在于，包括下述步骤：步骤1：构建与所述机器人系统运行过程相对应的含区间分数阶模型，并得到所述机器人系统在运行过程中的运动模型约束；步骤2：应用误差观测器理论，对所述机器人系统和所述分数阶模型的运行误差进行构建，得到所述机器人系统在运行过程中的实时误差系统；步骤3：根据所述运动模型约束和所述实时误差系统，构建所述机器人系统路径规划过程中动态的综合模型约束；步骤4：以所述综合模型约束作为路径规划约束条件，使用基于空间节点稀疏且双向节点拟合算法，实时迭代空间中已得到的节点信息，以改进RRT*随机树，得到可行路径；所述步骤1中所构建的含区间分数阶模型的正交旋转矩阵表示为：DαtXt＝fXtuXt；其中： 式中： 为系统状态变量，xt为所述机器人系统运行过程中的x轴方向坐标的导数，为所述机器人系统运行过程中的y轴方向坐标的导数，为所述机器人系统运行过程中的角速度量的导数；fXt为系统系数矩阵，r为机器人的轮系半径，ωt为所述机器人系统运行过程中的角速度，d为机器人两轮之间的距离； 为系统控制变量，为机器人右侧的轮系转角导数，为机器人左侧的轮系转角导数；Dαt为变化的分数阶阶次；其中，αt∈[αmin,αmax]T，即所述系统状态变量的分数阶阶次的变化区间，αmin为分数阶阶次的最小值，αmax为分数阶阶次的最大值。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 中国人民解放军空军军医大学 包含模型约束和实时误差系统的消毒机器人路径规划方法

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