適度，防止循跡機(jī)器人在運(yùn)行中出現(xiàn)較大的擺動(dòng)。
[0108] 進(jìn)一步的，上述推理模塊3'還包括，
[0109] 模糊規(guī)則生成單元：所述模糊推理規(guī)則包括：
[0110] 規(guī)則1 :所述位置誤差E包括7個(gè)模糊集{左大NB，左中匪，左小NS，正中ZO,右 小PS，右中PM，右大PB};
[0111] 規(guī)則2 :所述位置誤差變化率EC包括7個(gè)模糊集分別為：{負(fù)大NBC，負(fù)中NMC，負(fù) 小NSC，零ZOC，正小PSC，正中PMC，正大PBC};
[0112]規(guī)則3 :所述模糊輸出量U包括7個(gè)模糊集，分別為：{左大轉(zhuǎn)NBS，左中轉(zhuǎn)匪S，左 小轉(zhuǎn)NSS，直行ZOS，右小轉(zhuǎn)PSS，右中轉(zhuǎn)PMS，右大轉(zhuǎn)PBS};
[0113] 規(guī)則4 :將所述位置誤差E和所述位置誤差變化率EC所對(duì)應(yīng)的7個(gè)模糊集進(jìn)行排 列組合，并與模糊輸出量U對(duì)應(yīng)，形成如下模糊關(guān)系矩陣：
[0115] 與上述方法相對(duì)應(yīng)，實(shí)際運(yùn)行中，通過該規(guī)則，應(yīng)用查表法，減少了運(yùn)算步驟，能夠 大幅度提高模糊控制效率。
[0116] 進(jìn)一步的，巡檢機(jī)器人軌跡規(guī)劃的裝置還包括：
[0117] 函數(shù)生成模塊：用于選定所述位置誤差E、所述位置誤差變化率EC以及所述模糊 輸出量U的論域，并分別確定所述位置誤差E的隸屬度函數(shù)、所述位置誤差變化率EC的隸 屬度函數(shù)和所述模糊輸出量U的隸屬度函數(shù)。
[0118] 相應(yīng)的，通過函數(shù)生成模塊確定隸屬度函數(shù)可以確定輸入輸出量的模糊集，用于 模糊運(yùn)算和解模運(yùn)算。
[0119] 優(yōu)選的，巡檢機(jī)器人軌跡規(guī)劃的裝置還包括：
[0120] 運(yùn)動(dòng)模塊：內(nèi)置有控制小車運(yùn)動(dòng)的如下運(yùn)動(dòng)學(xué)方程式：
[0122] (x，y，0)為巡檢機(jī)器人的位姿，代表機(jī)器人左輪的運(yùn)動(dòng)速度，vK代表右輪的 運(yùn)動(dòng)速度，L為巡檢機(jī)器人左右輪的寬度。
[0123] 實(shí)際中，小車根據(jù)該運(yùn)動(dòng)學(xué)方程進(jìn)行小車姿態(tài)的調(diào)整。
[0124] 綜上，本發(fā)明有以下有益效果：
[0125] 1、采用模糊控制方式，使系統(tǒng)具有較高的魯棒性，保證了循跡機(jī)器人工作的穩(wěn)定； 且有效解決了現(xiàn)有控制中由于強(qiáng)耦合、時(shí)變，滯后造成的模型不確定，導(dǎo)致控制不準(zhǔn)確的問 題；同時(shí)采用位置誤差和位置誤差變化率兩個(gè)輸入量，控制條件更加充分，使控制過程更加 精細(xì)平穩(wěn)，角度調(diào)整準(zhǔn)確適度，防止循跡機(jī)器人在運(yùn)行中出現(xiàn)較大的擺動(dòng)。
[0126] 2、本發(fā)明對(duì)巡檢機(jī)器人在較復(fù)雜的變電站環(huán)境中，可以快速、精確的完成巡檢任 務(wù)，有效的克服了巡檢機(jī)器人來回?cái)[尾情況，同時(shí)具有較好的實(shí)時(shí)性、抗干擾能力，滿足實(shí) 際的需要，采用基于模糊控制算法的巡檢機(jī)器人路徑規(guī)劃綜合優(yōu)于其他方式路徑規(guī)劃。
[0127] 以上所述是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員 來說，在不脫離本發(fā)明所述原理的前提下，還可以作出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也 應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種巡檢機(jī)器人軌跡規(guī)劃的方法，其特征在于，包括： 步驟1 :獲取所述巡檢機(jī)器人的行駛軌跡與磁軌跡的位置誤差E以及該位置誤差的變 化率EC，作為模糊輸入量； 步驟2 :將所述模糊輸入量提供給預(yù)先設(shè)置好的模糊控制器； 步驟3 :所述模糊控制器根據(jù)預(yù)先設(shè)置的模糊推理規(guī)則和模糊推理程序，得出模糊輸 出量U ; 步驟4 :通過預(yù)先選定的模糊輸出量隸屬度函數(shù)與橫坐標(biāo)圍成面積的重心進(jìn)行表決， 得到清晰輸出量； 步驟5 :將得到的所述清晰輸出量運(yùn)用線性尺度變換的方法，變換成實(shí)際輸出量發(fā)送 給所述巡檢機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)電機(jī)，用于調(diào)整所述巡檢機(jī)器人的轉(zhuǎn)角。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的巡檢機(jī)器人軌跡規(guī)劃的方法，其特征在于，所述模糊推理規(guī) 則包括： 規(guī)則1 :所述位置誤差E包括7個(gè)模糊集{左大NB，左中匪，左小NS，正中Z0,右小PS， 右中PM，右大PB}; 規(guī)則2 :所述位置誤差變化率EC包括7個(gè)模糊集分別為：{負(fù)大NBC，負(fù)中NMC，負(fù)小 NSC，零ZOC，正小PSC，正中PMC，正大PBC}; 規(guī)則3 :所述模糊輸出量U包括7個(gè)模糊集，分別為：{左大轉(zhuǎn)NBS，左中轉(zhuǎn)NMS，左小轉(zhuǎn) NSS，直行ZOS，右小轉(zhuǎn)PSS，右中轉(zhuǎn)PMS，右大轉(zhuǎn)PBS}; 規(guī)則4 :將所述位置誤差E和所述位置誤差變化率EC所對(duì)應(yīng)的7個(gè)模糊集進(jìn)行排列組 合，并與模糊輸出量U對(duì)應(yīng)，形成如下模糊關(guān)系矩陣：3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的巡檢機(jī)器人軌跡規(guī)劃的方法，其特征在于，步驟3之前還包 括： 步驟31 :選定所述位置誤差E、位置誤差變化率EC以及模糊輸出量U的論域，并分別確 定所述位置誤差E的隸屬度函數(shù)、所述位置誤差變化率EC的隸屬度函數(shù)和所述模糊輸出量 U的隸屬度函數(shù)。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的巡檢機(jī)器人軌跡規(guī)劃的方法，其特征在于，所述步驟31包 括： 步驟311 :選定所述位置誤差E的論域?yàn)椋簕-6, -5, -4, -3, -2, _1，0，1，2, 3,4, 5,6}，確 定所述位置誤差E的隸屬度函數(shù)； 步驟312 :選定所述位置誤差變化率EC的論域?yàn)椋簕-6, -5, -4, -3, -2, -I，0,1，2, 3,4， 5,6}，確定所述位置誤差變化率EC的隸屬度函數(shù)； 步驟313 :選定所述模糊輸出量U的論域?yàn)椋簕-30, -25, -20, -15, -10, -5,0, 5,10,15， 20, 25, 30}，確定所述模糊輸出量U的隸屬度函數(shù)。5. 根據(jù)以上任一權(quán)利要求所述的巡檢機(jī)器人軌跡規(guī)劃的方法，其特征在于，包括如下 運(yùn)動(dòng)學(xué)方程式：(x，y，Θ)為巡檢機(jī)器人的位姿，V ^代表機(jī)器人左輪的運(yùn)動(dòng)速度，V ,代表右輪的運(yùn)動(dòng) 速度，L為巡檢機(jī)器人左右輪的寬度。6. -種巡檢機(jī)器人軌跡規(guī)劃的裝置，其特征在于，包括 獲取模塊：用于獲取所述巡檢機(jī)器人的行駛軌跡與磁軌跡的位置誤差以及該位置誤差 的變化率，轉(zhuǎn)化成模糊輸入量； 傳送模塊：用于將所述模糊輸入量提供給預(yù)先設(shè)置好的模糊控制器； 推理模塊：用于所述模糊控制器根據(jù)預(yù)先設(shè)置的模糊推理規(guī)則和模糊推理程序，得出 模糊輸出量U ; 輸出模塊：用于通過模糊輸出量隸屬度函數(shù)與橫坐標(biāo)圍成面積的重心進(jìn)行表決，得到 清晰量； 執(zhí)行模塊：利用所述清晰量，控制所述巡檢機(jī)器人的轉(zhuǎn)角。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的巡檢機(jī)器人軌跡規(guī)劃的裝置，其特征在于，還包括， 模糊規(guī)則生成單元：所述模糊推理規(guī)則包括： 規(guī)則1 :所述位置誤差E包括7個(gè)模糊集{左大NB，左中匪，左小NS，正中ZO,右小PS， 右中PM，右大PB}; 規(guī)則2 :所述位置誤差變化率EC包括7個(gè)模糊集分別為：{負(fù)大NBC，負(fù)中NMC，負(fù)小 NSC，零ZOC，正小PSC，正中PMC，正大PBC}; 規(guī)則3 :所述模糊輸出量U包括7個(gè)模糊集，分別為：{左大轉(zhuǎn)NBS，左中轉(zhuǎn)NMS，左小轉(zhuǎn) NSS，直行ZOS，右小轉(zhuǎn)PSS，右中轉(zhuǎn)PMS，右大轉(zhuǎn)PBS}; 規(guī)則4 :將所述位置誤差E和所述位置誤差變化率EC所對(duì)應(yīng)的7個(gè)模糊集進(jìn)行排列組 合，并與模糊輸出量U對(duì)應(yīng)，形成如下模糊關(guān)系矩陣：8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的巡檢機(jī)器人軌跡規(guī)劃的裝置，其特征在于，還包括： 函數(shù)生成模塊：用于選定所述位置誤差E、所述位置誤差變化率EC以及所述模糊輸出 量U的論域，并分別確定所述位置誤差E的隸屬度函數(shù)、所述位置誤差變化率EC的隸屬度 函數(shù)和所述模糊輸出量U的隸屬度函數(shù)。9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的巡檢機(jī)器人軌跡規(guī)劃的裝置，其特征在于，還包括： 運(yùn)動(dòng)模塊：內(nèi)置有控制小車運(yùn)動(dòng)的如下運(yùn)動(dòng)學(xué)方程式：(x，y，Θ)為巡檢機(jī)器人的位姿，V ^代表機(jī)器人左輪的運(yùn)動(dòng)速度，V ,代表右輪的運(yùn)動(dòng) 速度，L為巡檢機(jī)器人左右輪的寬度。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種巡檢機(jī)器人軌跡規(guī)劃的方法和裝置，屬于機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)領(lǐng)域，所述方法包括步驟1：獲取巡檢機(jī)器人的行駛軌跡與磁軌跡的位置誤差E以及該位置誤差的變化率EC；步驟2：將模糊輸入量提供給預(yù)先設(shè)置好的模糊控制器；步驟3：模糊控制器根據(jù)預(yù)先設(shè)置的模糊推理規(guī)則和模糊推理程序，得出模糊輸出量U；步驟4：通過預(yù)先選定的模糊輸出量隸屬度函數(shù)與橫坐標(biāo)圍成面積的重心進(jìn)行表決，得到清晰輸出量；步驟5：將得到的清晰輸出量運(yùn)用線性尺度變換的方法，變換成實(shí)際輸出量發(fā)送給巡檢機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)電機(jī)，用于調(diào)整巡檢機(jī)器人的轉(zhuǎn)角。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明在機(jī)器人運(yùn)行過程中，具有調(diào)節(jié)適度、不易出現(xiàn)擺動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)。
【IPC分類】G05D1/02
【公開號(hào)】CN104898665
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510181797
【發(fā)明人】魯守銀, 劉存根, 張營, 李婧瑜, 高煥兵, 隋首鋼
【申請(qǐng)人】山東建筑大學(xué)
【公開日】2015年9月9日
【申請(qǐng)日】2015年4月16日