一種解耦式主動腳輪全向移動機器人的標定方法

邵兵兵, 葉國云, 鄭天江, 李 齊, 許佳杰, 孫晨陽

一種解耦式主動腳輪全向移動機器人的標定方法

邵兵兵1,2, 葉國云3, 鄭天江2*, 李 齊2, 許佳杰1,2, 孫晨陽2

（1.寧波大學 信息科學與工程學院, 浙江 寧波 315211; 2.中國科學院 寧波材料技術與工程研究所, 浙江 寧波 315201; 3.寧波如意股份有限公司, 浙江 寧波 315600）

由于機器人的加工制造和裝配等因素引起的幾何參數誤差影響了運動學模型的準確性, 因此會同時降低運動控制和里程計精度. 為提升全向移動機器人的運動精度, 提出了一種針對基于解耦式主動腳輪的全向移動機器人的分步標定方法, 該方法通過限制關節空間運動輸入來簡化運動學矩陣, 并利用最小二乘法獲得運動學參數的實際值, 從而提升運動學模型的精度. 搭建了基于解耦式主動腳輪的全向移動機器人實驗平臺, 并通過仿真和實驗對標定算法進行驗證, 實驗結果顯示在平面內三個自由度上速度控制精度和里程計精度均得到了顯著提升, 證明了標定算法的有效性.

解耦式主動腳輪; 運動學標定; 分步標定; 運動控制; 里程計

全向移動機器人滿足完全約束條件, 具有3個平面自由度, 機動性強, 移動靈活性高, 能夠在平面上實現任意軌跡的運動, 因其獨特的運動優勢近年來被廣泛應用于人類的生產和生活實踐中[1-3]. 全向移動機器人主要有3種驅動輪: 麥克納姆輪因其結構導致運動過程出現磨損和震動, 運動不平穩且效率低下; 球輪結構復……