《非连续路段下移动机器人的轨迹跟踪》.pdf

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1、第32卷第7期机电工程V01．32No．72015年7月JournalofMechanical＆ElectricalEngineeringJu1．2015DOI：10．3969／j．issn．1001—4551．2015．07．024非连续路段下移动机器人的轨迹跟踪孟静2，高晓丁，陈罡2(1．西安工程大学机电工程学院，陕西西安710000；2．浙江纺织服装学院机电学院，浙江宁波315200)摘要：针对轮式移动机器人在非连续路段下的轨迹跟踪问题，对移动机器人数学模型和道路模型的建立、轨迹信息的获取以及控制器的设计进行了研究。首先分析了移动机器人的运动学方程及对摄像机的标定，通过建立

2、移动机器人的直线轨迹跟踪模型，并用二值化方法对非连续路段进行了图像处理，提取了图像中非连续路段信息，实现了移动机器人在轨迹跟踪过程中运动的可靠性；然后基于Lyapunov函数设计了渐进稳定的轨迹跟踪控制器，使移动机器人能够在连续路段和非连续路段跟踪确定路径；最后通过Madab进行了仿真。仿真结果表明，所设计的控制器和算法能使移动机器人的跟踪误差快速收敛于零，轨迹跟踪效果良好，适用于移动机器人对非连续路段的轨迹跟踪控制。关键词：轮式移动机器人；轨迹跟踪；Lyapunov函数；非连续路段中图分类号：TP242文献标志码：A文章编号：1001—4551(2015)07—1000—06T

3、rajectorytrackingofmobilerobotunderdiscontinuousstretchMENGJing，GAOXiao．ding，CHENGang2(1．InstituteofElectricalandMechanicalEngineering，XianPolytechnicUniversity，Xian710000，China；2．InstituteofElectricalandMechanical，ZhejiangTextileVocationalTechnologyCollege，Ningbo315200，China)Abstract：Aiminga

4、tthetrajectorytrackingproblemofwheeledmobilerobotindiscontinuoussections，theestablishmentofthemathematicalmodelandroadmodelofthemobilerobot，theacquisitionofthetrajectoryinformationandthedesignofthecontrollerwasstudied．Firstlythekinematicsequationofthemobilerobotwasanalyzedandthecamerawascalib

5、rated，astraightlinetrajeetorytrackingmodelofthemobile1"O—botWasestablished，thenusingimageprocessingtodealwithdiscontinuoussectionswhichwasbasedonbinarizationmethod，theimagein—formationofthediscontinuoussectionsandthereliabilityofthemobilerobotSmovementintheprocessoftrajectorytrackingwasachiev

6、ed．AndthenthegraduallystabletrajectorytrackingcontrollerWasdesignedthatwasbasedonLyapunovfunction，thedecidedpathincontinuousanddiscontinuoussectionsCanbetrackedbythemobilerobot．Finally．MatlabWasusedtosimulate，theresultsshowsthatthetrackinger一1o1"8ofthemobilerobotisconvergedtozeroquicklyundert

7、hedesignedcontrollerandthealgorithm，andtheefectofthetrajectorytrackingisgood，whichCanbeusedforthetrajectorytrackingcontrolofthemobilerobotindiscontinuoussections．Keywords：wheeledmobilerobot；trajectorytracking；Lyapunovfunction；discontinuoussec