轮式机器人在崎岖地面的低能耗通过性控制的方法研究

铰接型移动机器人在崎岖地面的通过能力涉及地面力学、外部惯性力等因素，因其多枝状星型拓扑结构使其力分布准静态平衡方程呈欠确定特点。滑转使移动机器人的通过性控制能耗增加并呈现某种非确定性。对此，本课题提出采用基于机器人运动学模型和非线性滤波的混合估计方法来估计等效轮地接触角和滑转量；以地面最大剪切力限制、稳定裕量限制、驱动器饱和特性（考虑电机温升影响）和机器人防跳跃限制为约束，用复合二次型目标函数(平坦路面全功耗最小化和崎岖地面加权的轮地作用力最小化加滑转最小化)的优化方法来解决机器人力平衡方程解的问题；由Mahalanobis距离的和最小化，获得机器人绝对位姿估计迭代算法。根据前一个时间节点的机器人力分布、速度、位姿，电机模型，电池容量模型，推算出使电机能耗最小的速度变化规律。该研究将为崎岖地面上能源有限制的移动机器人如行星探测机器人提供有效节能控制方法、具有重要的理论意义和广阔应用前景。