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A path following algorithm for mobile robots
DOI:10.1007/s10514-010-9182-3.png)
摘要
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本文考虑了机器人平台的路径跟踪控制。用于实验的车辆是专门设计的机器人平台,用于执行自主杂草控制。该平台是四轮转向和四轮驱动的。柴油发动机通过液压传动装置为车轮提供动力。机器人使用实时动态差分全球定位系统来确定相对于路径的位置和方向。机器人与期望路径的偏差被提供给两个高级控制器,从而最小化与路径的正交距离和取向。根据运动学模型的反演确定车轮角度设定点。在低水平时,每个车轮角度由与史密斯预测器组合的比例控制器控制。结果显示了控制器性能遵循不同的路径形状,包括台阶,坡道和典型的岬角路径。一种精细的调整方法计算控制器设置,使机器人尽可能沿着相同的路径驱动到其设定点,但也限制了较高速度下的增益,以防止闭环系统由于系统中的时间延迟而变得不稳定。分别0.0、-2.4和3.0厘米在以0.5 m/s的速度在铺路上遵循直线路径时的平均、最小和最大正交距离误差,并1.2厘米标准偏差。本文提出的四轮转向车辆的控制方法具有独特的功能,它可以控制相对于机器人框架的用户可定义的位置,并且可以应对车轮角度的限制。该方法非常实用,适用于制造商: 所需的所有参数都是制造商已知的,或者可以轻松确定,用户设置易于解释,并且唯一的复杂部分可以作为通用软件模块提供。
Keyword:
Robot
Path following
4WS
RTK-DGPS

