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双轮移动机器人基于阻抗控制的避障分析与其运动目标追踪介绍
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近些年来 ，轮式移动机器人的控制问题一直是研究者们所关注的热点。已有的控制方法和控制器主要用于解决两类问题 ：位姿镇定［123 ］和跟踪问题［ 426 ］ ，而对于轮式移动机器人目标追踪问题的研究却极少。虽然静止目标的追踪问题也属于位姿镇定的范畴 ，但对运动目标的追踪是镇定算法和跟踪算法都无法解决的。文献［ 7 ］设计了一个双轮移动机器人的目标追踪控制器 ，不过 ，其中还有 3 个不足之处。首先 ，它的控制律没有考虑移动机器人的实际速度限制。其次 ，当机器人遇到正前方有障碍物的情形时 ，其避障方法就会失效。它也没有给出可行的方案将自动避障与目标追踪结合起来。文献［ 8 ］改进了文献［ 7 ］的不足之处 ， 而且设计的控制律也能够用来追踪运动目标 ，但其控制律是基于静止目标模型的 ，缺乏对目标运动趋势的预测性 ，机器人不得不消耗更多的能量来追踪目标。本文首先采用运动目标模型设计了双轮移动机器人目标追踪的控制算法 ，不仅考虑了移动机器人运动速度的限制 ，还使机器人能够以较少的能量消耗追踪到目标 ，然后采用双回路的控制方案［8 ，9 ］ ，使移动机器人在运动目标追踪的过程中能够自动躲避遇到的障碍物。 1 问题描述双轮移动机器人运动目标追踪问题的图解描述如图 1 所示。点 O 为被追踪的目标;点 M 为机器人当前的位置; v M 为机器人上 M 点的线速度; ω为机器人的角速度; v T 为目标运动的速度;α为目标运动的方向角; r 为机器人当前位置与目标的距离; 《为机器人的朝向和目标方向的角度差; rd 为指定的目标跟踪安全距离;点 P 为当前时刻机器人的期望位置; （ x ， y ，θ） 为机器人的位姿。
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