机器人室内运动轨迹修正控制算法

doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2018.0036

测绘通报 ›› 2018, Vol. 0 ›› Issue (2): 16-20.doi: 10.13474/j.cnki.11-2246.2018.0036

机器人室内运动轨迹修正控制算法

彭益堂, 朱敦尧, 唐健, 毛大智

武汉大学卫星导航定位技术研究中心, 湖北武汉 430079

收稿日期:2017-11-06 出版日期:2018-02-25 发布日期:2018-03-06
作者简介:彭益堂(1995-),男,硕士生,研究方向为导航、制导与控制。E-mail:347431157@qq.com

Robots' Indoor Trajectory Correcting and Controlling Algorithm

PENG Yitang, ZHU Dunyao, TANG Jian, MAO Dazhi

GNSS Research Center, Wuhan University, Wuhan 430079, China

Received:2017-11-06 Online:2018-02-25 Published:2018-03-06

摘要/Abstract

摘要：

移动机器人在室内的应用提升了人们的工作效率和生活品质，但针对移动机器人室内运动轨迹漂移误差，产业界一直没有较好的解决办法。为了在室内环境下实现机器人运动轨迹的高精度控制，本文结合基于LiDAR搭建的SLAM （simultaneous localization and mapping）功能模块，提出了一种机器人室内测图运动轨迹PID反馈修正控制方法，利用机器人的运动姿态、位置及设计轨迹的偏差设计了闭环模式的轨迹修正控制算法，显著提高了机器人室内作业的轨迹精度。针对机器人室内运动的几种典型轨迹，通过大量的机器人室内测图运动轨迹测试，进一步优化算法中的机器人运动控制参数，有效地减小了移动机器人室内运动轨迹的偏移。相对于依靠里程计定位的机器人室内运动控制系统，修正算法充分利用了激光雷达的定位定姿信息，满足了室内测图需求，得到了具备高可靠性和高稳定性的机器人室内精确运动控制方案。

关键词: 移动机器人, SLAM, 轨迹修正, PID控制

Abstract:

The application of indoor mobile robots has greatly improved people's working efficiency and lifestyle,but there is still no absolute solution for robots' indoor motion trajectory deviations.In order to enable mobile robots move precisely on preset trajectory for indoor mapping,based on the realization of SLAM(simultaneous localization and mapping) algorithm,this paper proposes significantly improve the trajectory precision with a novel PID feedback control model,which utilizes robots' attitude,position and trajectory deviation information to formulate a closed-loop control algorithm.Aiming at several typical trajectories of robot indoor motion,we carry out a large number of trajectory deviation tests,further optimize the robots' motion control parameters of the algorithm,and effectively reduce the indoor mobile robots' trajectory deviations.Compared to the indoor robot motion control system which only relies on the odometer,the modified algorithm makes full use of the location information of the laser radar,not only meet the demands of indoor mapping,but also obtain an accurate robots indoor-motion control scheme which has high reliability and stability.

Key words: mobile robots, SLAM, trajectory correction, PID control

中图分类号:

P228

彭益堂, 朱敦尧, 唐健, 毛大智. 机器人室内运动轨迹修正控制算法[J]. 测绘通报, 2018, 0(2): 16-20.

PENG Yitang, ZHU Dunyao, TANG Jian, MAO Dazhi. Robots' Indoor Trajectory Correcting and Controlling Algorithm[J]. 测绘通报, 2018, 0(2): 16-20.

[1]	李国竣, 徐延海, 段杰文, 韩石磊. 利用局部自适应阈值方法提取ORB-SLAM特征点[J]. 测绘通报, 2021, 0(9): 32-36,48.
[2]	范军林, 肖斌, 涂梨平, 胡全一, 师现杰, 危双丰. RGB-D SLAM在室内高精度三维测图中的应用[J]. 测绘通报, 2021, 0(8): 119-122.
[3]	袁德宝, 蔡量力, 王成. 单目相机-轮式里程计的自动内外参标定算法[J]. 测绘通报, 2021, 0(5): 54-58.
[4]	宁振伟. 背包、车载激光扫描结合无人机倾斜航测实践于社区全息数据采集[J]. 测绘通报, 2021, 0(3): 159-163.
[5]	宁振伟, 谢刚生, 钟晓兰. 手持激光雷达扫描系统在农村房地一体测量中的应用[J]. 测绘通报, 2021, 0(2): 103-107.
[6]	杨啸天, 李广云, 向奉卓, 王力, 罗豪龙. 激光SLAM精度测试场设计与实现[J]. 测绘通报, 2020, 0(5): 64-68.
[7]	盛超, 潘树国, 赵涛, 曽攀, 黄砺枭. 基于图像语义分割的动态场景下的单目SLAM算法[J]. 测绘通报, 2020, 0(1): 40-44.
[8]	张良桥, 陈国良, 许晓东, 连达军, 王睿. 一种用于图像特征提取的改进ORB-SLAM算法[J]. 测绘通报, 2019, 0(3): 16-20.
[9]	张阳, 李海森, 马礼, 王健, 郭企嘉, 祁晶, 闫铭. 基于ORB-SLAM2算法的水下机器人实时定位研究[J]. 测绘通报, 2019, 0(12): 1-7.
[10]	杨应, 刘凤珠, 翟曦. 低空无人飞艇航测相机稳定平台控制方法[J]. 测绘通报, 2019, 0(11): 64-68,108.
[11]	胡博, 危双丰, 严强, 王京濮, 黄鹤. 推车SLAM室内实景三维测图及应用[J]. 测绘通报, 2019, 0(1): 39-43,49.
[12]	杨铭. 背包式移动三维激光扫描系统的应用[J]. 测绘通报, 2018, 0(9): 91-95.
[13]	武少丰, 杜洪涛. 移动激光扫描技术结合天宝Realworks在公路测设中的应用[J]. 测绘通报, 2018, 0(9): 152-155.
[14]	黄鹤, 佟国峰, 夏亮, 李勇, 岳晓阳, 姜斌. SLAM技术及其在测绘领域中的应用[J]. 测绘通报, 2018, 0(3): 18-24.
[15]	黄鹤, 王柳, 姜斌, 罗德安. 3D SLAM激光影像背包测绘机器人精度验证[J]. 测绘通报, 2016, 0(12): 68-73.

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Robots' Indoor Trajectory Correcting and Controlling Algorithm

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