[发明专利]一种基于点镇定的轮式移动机器人目标跟踪控制方法

摘要

本发明公开了一种基于点镇定的轮式移动机器人目标跟踪控制方法。首先，建立轮式移动机器人运动学模型，通过外部传感器获取目标的相对位置，并建立虚拟跟踪目标。然后，设计线速度及角速度控制器，通过李雅普诺夫稳定性理论及LaSalle不变原理证明本发明所设计的控制器能使得虚拟目标轨迹收敛至实际目标，代表轮式移动机器人跟踪上目标。本发明所涉及的跟踪控制方法能够使得轮式移动机器人系统渐近稳定，机器人有效地跟踪上目标，仿真及实验结果验证了本发明所提出的控制方法的合理性。

主权项

1.一种基于点镇定的轮式移动机器人目标跟踪控制方法，其特征在于，具体包括如下步骤：(1)对轮式移动机器人进行分析，建立轮式移动机器人非完整运动学模型；(2)利用单目摄像头获取目标对机器人本体的相对位置差ρ和相对姿态差α；(3)建立虚拟跟踪目标并根据步骤(2)中所得的ρ和α，与步骤(1)中的运动学模型结合，设计机器人的线速度v与角速度ω，所述机器人的线速度v与角速度ω为：其中，vmax、ωmax分别为最大线速度和角速度，kv、kω∈(0，1]分别为线速度和角速度控制增益，ρ*和ρ分别为机器人本体与目标之间的期望距离和实际距离，α为目标在机器人本体笛卡尔坐标系下的偏向角；(4)将步骤(3)中设计的线速度v与角速度ω代入李雅普诺夫函数，若李雅普诺夫函数收敛至零，则验证了所设计的线速度v和角速度ω使得系统渐近稳定，且机器人已准确地跟踪上目标若李雅普诺夫函数未收敛至零，则返回步骤(3)重新设计机器人的线速度v与角速度ω。