[發(fā)明專利]一種輪式移動小車協(xié)同編隊與路徑規(guī)劃方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 202010189910.4 | 申請日: | 2020-03-18 |
| 公開(公告)號: | CN111367285B | 公開(公告)日: | 2023-06-30 |
| 發(fā)明(設(shè)計)人: | 和望利;唐漾;杜文莉;錢鋒 | 申請(專利權(quán))人: | 華東理工大學 |
| 主分類號: | G05D1/02 | 分類號: | G05D1/02 |
| 代理公司: | 上海專利商標事務(wù)所有限公司 31100 | 代理人: | 施浩 |
| 地址: | 200237 *** | 國省代碼: | 上海;31 |
| 權(quán)利要求書: | 查看更多 | 說明書: | 查看更多 |
| 摘要: | |||
| 搜索關(guān)鍵詞: | 一種 輪式 移動 小車 協(xié)同 編隊 路徑 規(guī)劃 方法 | ||
1.一種輪式移動小車協(xié)同編隊與路徑規(guī)劃方法,所述方法包括以下步驟:
步驟1:自主搭建麥克納姆輪移動小車平臺,平臺包括控制器、定位模塊、傳感器模塊和無線通信模塊,控制器包括主控制器和從控制器,其中主控器用于移動小車的運動控制,從控制器用于傳感器的信息處理;
步驟2:使用無線通信模塊進行通信,利用控制器接收和發(fā)送當前小車的位置信息,同時結(jié)合多智能體一致性協(xié)議、碰撞勢函數(shù)以及路徑跟蹤函數(shù)組成編隊控制率,完成多個移動小車編隊控制;
步驟3:根據(jù)實際應用中傳感器特性,對傳感器數(shù)據(jù)進行分區(qū)域處理;同時將模糊控制算法與人工勢場法進行結(jié)合,通過模糊控制算法進行子目標點的計算,再利用人工勢場法到達該子目標點,通過逐步到達子目標點從而完成路徑規(guī)劃;
其中,在步驟2中,多個移動小車的編隊控制率為:
u(t)=uf(t)+ua(t)+ut(t),
其中uf(t)為多智能體一致性協(xié)議項,ua(t)為小車間防碰撞勢場函數(shù)項,ut(t)為路徑跟蹤函數(shù)項;
①多智能體一致性協(xié)議項uf(t)定義如下:
其中為移動小車j對移動小車i形成的控制率,aij用來描述任意兩個小車之間的連接關(guān)系,為移動小車i的位置,為相對移動小車pi的固定偏移量;
②防碰撞勢場函數(shù)項ua(t)定義如下:
其中為移動小車j對移動小車i形成的勢場控制率,正比例系數(shù)ηj>0,Ra為安全碰撞距離,ρa是障礙物影響的最大半徑且0<ρa<Ra,dij(t)為移動小車i與移動小車j之間的距離;
③路徑跟蹤函數(shù)項ut(t)定義如下:
其中為虛擬領(lǐng)導者對移動小車i的控制率,βi定義如下:
其中ci為大于零的常數(shù),式(9)保證至少存在一個移動小車可以獲得虛擬領(lǐng)導者的信息;
其中,在步驟3中,模糊控制算法中對子目標點的計算可以用以下模型來表示:
y=f(u),
其中u為輸入u={D1,D2,D3,D4},Di(i=1,2,3,4)是從右到左四個區(qū)域的障礙物距離信息,y為輸出y={ρ,θ},ρ為目標點到移動小車的距離,θ為目標點與移動小車運動方向的夾角,用{N,M,F}三個模糊語言來表示目標點離移動小車距離ρ的近,中,遠,用{θ1,θ2,θ3,θ4,θ5,θ6}六個模糊語言表示目標點與移動小車運動方向的夾角。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輪式移動小車協(xié)同編隊與路徑規(guī)劃方法,其特征在于,方法還包括:在室內(nèi)進行編隊控制與路徑規(guī)劃時,通過使用多個光電編碼器獲取當前智能車自身位置,包括以下步驟:控制器每間隔設(shè)定固定時間讀取光電編碼器增加的數(shù)值,獲得每個麥克納姆輪的轉(zhuǎn)速,并利用移動小車的運動學模型計算出小車實時位置;所計算得到的小車實時位置是以單位時間內(nèi)所獲得的脈沖個數(shù)為計算單位,根據(jù)使用的小車輪子的半徑,得到脈沖與實際距離換算比,最后進行實際距離解算。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的輪式移動小車協(xié)同編隊與路徑規(guī)劃方法,其特征在于,麥克納姆輪移動小車在室內(nèi)實現(xiàn)全方位移動,麥克納姆輪由輪轂和輥子組成,其中輪轂是整個輪子的主體支架,輥子是安裝在輪轂上的鼓狀物,輪轂軸與輥子轉(zhuǎn)軸呈45°角,當麥克納姆輪旋轉(zhuǎn)時,輪子一部分轉(zhuǎn)向力將被與輪轂軸承成45°的輥子轉(zhuǎn)化到輪子法向量上,利用多個麥克納姆輪構(gòu)造的移動小車,通過控制各個輪子轉(zhuǎn)速的快慢,使得輪子產(chǎn)生的力最終合成任何水平方向的合力矢量,從而保證移動小車任意方向的運動。
該專利技術(shù)資料僅供研究查看技術(shù)是否侵權(quán)等信息,商用須獲得專利權(quán)人授權(quán)。該專利全部權(quán)利屬于華東理工大學,未經(jīng)華東理工大學許可,擅自商用是侵權(quán)行為。如果您想購買此專利、獲得商業(yè)授權(quán)和技術(shù)合作,請聯(lián)系【客服】
本文鏈接:http://www.17sss.com.cn/pat/books/202010189910.4/1.html,轉(zhuǎn)載請聲明來源鉆瓜專利網(wǎng)。
- 上一篇:一種穿墻式觸頭座
- 下一篇:感光傳感器及其制備方法、陣列基板、顯示面板
- 移動通信終端的協(xié)同方法及其界面系統(tǒng)
- 業(yè)務(wù)協(xié)同流程配置、業(yè)務(wù)協(xié)同方法及裝置
- 一種基于健康檔案共享平臺的跨醫(yī)院協(xié)同檢查信息系統(tǒng)
- 一種協(xié)同控制方法、協(xié)同控制系統(tǒng)及變頻器
- 基于協(xié)同網(wǎng)關(guān)的跨域協(xié)同交互方法
- 一種生產(chǎn)協(xié)同管理方法及系統(tǒng)
- 云邊協(xié)同方法、裝置、系統(tǒng)、設(shè)備和介質(zhì)
- 一種智能辦公協(xié)同操作方法及系統(tǒng)
- 一種用于無人裝備的時間協(xié)同航跡規(guī)劃方法
- 基于大數(shù)據(jù)的智慧辦公協(xié)同方法及系統(tǒng)





