一种环境探测球形移动机器人的运动控制

摘要

球形移动机器人具有结构紧凑、运动灵活等特点,在环境探测等应用领域具有独特优势.介绍了一种新型的、带有双摄像头的环境探测球形移动机器人BHQ-2的结构与运动原理,并对其运动控制问题进行了研究.由于该球形机器人属于非完整约束系统,其不存在位置级的运动学逆解,因此从速度级上讨论了它的运动控制问题.基于旋量理论推导了该球形移动机器人的速度雅可比矩阵,采用广义逆的解法求得了它的速度逆解,并采用可控性李代数证明了.BHQ-2球形移动机器人系统是满秩的,因此该机器人系统是完全非完整的并且是可控的.基于运动学速度逆解对BHQ2球形移动机器人进行了直线和圆形运动轨迹的仿真和实验,仿真和实验结果验证了该球形机器人的可控性及速度逆解的正确性.