关键词:
爬壁机器人
大面积施工作业
轨迹修正
蚁群算法
参考轨迹
跟踪误差
摘要:
爬壁机器人进行大面积施工作业时,会受到墙体表面的不均匀性、凹凸变化或异物等环境因素的影响,传统爬壁机器人轨迹控制算法在位置内环控制上稳定性差,在减小力/位控制中的相互切换过程,导致了轨迹误差。为解决这一问题,提出大面积施工作业时,针对爬壁机器人的轨迹自动修正控制方法。通过分析爬壁机器人在大面积施工作业中的运动状态,获取准确的运动状态数据。采用蚁群算法进行机器人路径规划,蚁群算法模拟蚂蚁的运动行为寻找最优路径的行为。利用运动状态数据来评估机器人所处位置周围的环境情况,并选择适合的移动路线来规划机器人的轨迹。在规划过程中,考虑工作壁面平整度和力/位切换控制中机器人定位误差,引入反馈补偿控制结构设计一种轨迹修正补偿方法。通过控制器和误差指令的关系,根据当前机器人的运动状态和蚁群算法生成的最优轨迹之间的差异,计算出轨迹修正指令,实时纠正爬壁机器人的轨迹使跟踪误差收敛,确保其实际运动与最佳轨迹相符合。实际测试结果表明:所提方法在直线或者曲线作业时,都能保证爬壁机器人与理想轨迹误差距离最小,具有较好的修正效果。