发明名称 一种用于轮式机器人搜索核辐射源的运动控制方式
摘要 本发明公开了一种用于轮式机器人搜索核辐射源的运动控制方法,在经典极值搜索算法的基础上引入分数幂控制,同时对核辐射强度采取对数测量,从而在更大范围内快速搜索到核辐射源,包括如下步骤:a)机器人上的核辐射传感器测量出其当前位置的核辐射场强值,并进行对数转换;b)滤波器将该虚拟场强值进行滤波后,再由分数幂环节处理;c)经过分数幂环节后的信号值与正弦信号调制,通过比例环节放大,再与激励信号相加,作为系统的控制输入来改变轮式机器人的线速度。本发明方法对扩大收敛范围和加快搜索速度效果显著,可在缺乏环境位置信息时迅速寻找到核辐射源,尤其在初始位置离核辐射源很远时,可大幅提高搜索范围和速度。
申请公布号 CN102681548A 申请公布日期 2012.09.19
申请号 CN201210151193.1 申请日期 2012.05.16
申请人 东南大学 发明人 田玉平;曹青青
分类号 G05D1/12(2006.01)I 主分类号 G05D1/12(2006.01)I
代理机构 南京苏高专利商标事务所(普通合伙) 32204 代理人 柏尚春
主权项 1. 一种用于轮式机器人搜索核辐射源的运动控制方法,其特征在于,该方法由控制器根据测量到的核辐射场强值进行运动控制流程,当一个运动控制流程结束时,继续进行下一个运动控制流程,每个所述的运动控制流程包括以下步骤:a)核辐射传感器测量出当前位置的核辐射场强值<i>F</i>,并用公式<img file="542172DEST_PATH_IMAGE002.GIF" wi="69" he="20" />进行对数转换,所述<i>J</i>为虚拟场强值,<i>k</i>为变换增益;b)高通滤波器将所述步骤a)中得到的虚拟场强值<i>J</i>进行高通滤波后,再由分数幂环节放大,得到信号值<img file="646263DEST_PATH_IMAGE004.GIF" wi="42" he="24" />,式中<img file="363683DEST_PATH_IMAGE006.GIF" wi="80" he="42" />,<img file="447308DEST_PATH_IMAGE008.GIF" wi="45" he="45" />,<img file="199363DEST_PATH_IMAGE010.GIF" wi="36" he="42" />为高通滤波器的传递函数,<i>s</i>为拉式变换中的复变量,<i>h</i>为滤波器时间常数的倒数,<img file="21826DEST_PATH_IMAGE012.GIF" wi="17" he="18" />与<img file="475810DEST_PATH_IMAGE014.GIF" wi="12" he="18" />是互质的整数,<img file="612393DEST_PATH_IMAGE016.GIF" wi="60" he="21" />;c)将所述步骤b)中得到的信号值<img file="972617DEST_PATH_IMAGE018.GIF" wi="12" he="21" />与正弦信号<img file="903664DEST_PATH_IMAGE020.GIF" wi="51" he="21" />调制,通过比例环节放大,再与激励信号<img file="844944DEST_PATH_IMAGE022.GIF" wi="72" he="21" />相加,得到<img file="519639DEST_PATH_IMAGE024.GIF" wi="186" he="21" />,即<img file="731440DEST_PATH_IMAGE026.GIF" wi="255" he="48" />,将所述<i>v</i>作为系统的控制输入来改变轮式机器人的线速度,同时保持轮式机器人的角速度输入<img file="161284DEST_PATH_IMAGE028.GIF" wi="21" he="24" />不变,式中<img file="340592DEST_PATH_IMAGE030.GIF" wi="12" he="15" />为激励信号的幅度,<i>c</i>为放大器增益。
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