[发明专利]基于全局视觉的移动机器人轨迹跟踪控制方法

权利要求书

1.一种基于全局视觉的移动机器人轨迹跟踪控制方法，其特征在于：采用位于机器人上方空间的全局相机拍摄包含移动机器人以及参考机器人的图像，根据图像采用以下过程确定移动机器人跟踪参考机器人的轨迹跟踪控制参数：

移动机器人跟踪参考机器人的轨迹跟踪控制参数为移动机器人左轮和右轮的转速ω_L和ω_R，通过以下公式确定：

其中2b是移动机器人左轮和右轮的间距，2r是移动机器人车轮直径，移动机器人的速度v和角速度ω由全局渐近稳定控制器确定：

其中v_r和ω_r分别为参考机器人行进方向的速度和角速度，k₁，k₂和k₃为大于零的常比例系数；s表示积分变量；f是相机的焦距，z_c为相机深度，ρ是成像平面到像素平面的放大倍数，ye和y_e和x_e由移动机器人的轨迹跟踪误差确定：

其中θ₀是世界坐标系的X_w轴投影到相机坐标面O_cX_cY_c上后与相机坐标系中某一设定轴的夹角，相机坐标面O_cX_cY_c与机器人移动平面平行；θ为世界坐标系X_w轴投影到机器人移动平面后与移动机器人前进方向的夹角，θ_r为世界坐标系X_w轴投影到机器人移动平面后与参考机器人前进方向的夹角；(x,y)和(x_r,y_r)分别为移动机器人和参考机器人的质心坐标，均通过以下图像处理过程得到：

全局相机拍摄的图像中，某一目标点在相机坐标面O_cX_cY_c下的坐标(x_c,y_c)由转换关系

确定，其中(x_u,y_u)为目标点在成像平面的坐标；而(x_u,y_u)由转换关系

确定，其中(x_m,y_m)为目标点在像素平面的坐标，O_c1和O_c2是相机光轴与像素平面的交点在像素平面的坐标。