(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211282476.X (22)申请日 2022.10.19 (71)申请人 清华大学 地址 100084 北京市海淀区清华园 (72)发明人 刘辛军　刘全　宫昭　聂振国　 (74)专利代理 机构 北京清亦华知识产权代理事 务所(普通 合伙) 11201 专利代理师 张润 (51)Int.Cl. B25J 9/16(2006.01) (54)发明名称 一种基于运动学模型的双 闭环多机搬运控 制方法及其系统、 装置 (57)摘要 本公开涉及多移动机器人协同搬运技术领 域， 尤其涉及一种基于运动学模 型的双闭环多机 搬运控制方法及其系统、 装置。 其中， 该基于运动 学模型的双闭环多机搬运控制方法， 包括： 获取 负载对应的搬运轨迹参数集合； 通过外环控制， 根据搬运轨迹参数集合确定负载对应的控制速 度； 通过内环控制， 控制至少一台移动机器人根 据控制速度对负载进行搬运。 采用本公开可以提 高多机搬运系统的地形适应能力， 降低多机搬运 系统的实施难度。 权利要求书2页 说明书14页 附图6页 CN 115519545 A 2022.12.27 CN 115519545 A 1.一种基于运动学模型的双闭环多机搬运控制方法， 其特 征在于， 包括： 获取负载对应的搬运轨 迹参数集 合； 通过外环控制， 根据所述搬运轨 迹参数集 合确定所述负载对应的控制速度； 通过内环控制， 控制至少一台移动机器人根据所述控制速度对所述负载进行 搬运。 2.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述搬运轨迹参数集合包括目标位姿、 目 标速度、 实时位姿， 所述 根据所述搬运轨 迹参数集 合确定所述负载对应的控制速度， 包括： 根据所述目标位姿和所述实时位姿确定负载跟踪误差； 将所述负载跟踪误差和所述目标速度作为中央控制器中控制率的控制输入， 并控制所 述中央控制器采用所述控制率进行跟踪， 得到所述负载对应的控制速度。 3.根据权利要求2所述的方法， 其特征在于， 所述控制所述中央控制器采用所述控制率 进行跟踪， 得到所述负载对应的控制速度， 包括： 控制所述中央控制器采用差速驱动移动机器人运动学轨迹跟踪控制率进行跟踪， 得到 所述负载对应的控制速度。 4.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述控制至少一台移动机器人根据 所述控 制速度对所述负载进行 搬运， 包括： 控制所述机器人控制器将所述控制速度映射 为机器人参 考速度； 控制所述机器人控制器根据所述机器人参考速度以及所述至少一台移动机器人对应 的机器人位置跟踪误差和实时朝向信息， 生成机器人控制速度； 控制所述至少一台移动机器人根据所述机器人控制速度对所述负载进行 搬运。 5.根据权利要求4所述的方法， 其特征在于， 在所述控制所述机器人控制器根据 所述机 器人参考速度以及所述至少一台移动机器人对应的机器人位置跟踪误差和实时朝向信息， 生成机器人控制速度之前， 还 包括： 对所述至少一台移动机器人之间连接的连接关节进行监测， 得到所述至少一台移动机 器人对应的位置跟踪误差和实时朝向信息 。 6.根据权利要求4所述的方法， 其特征在于， 所述控制所述机器人控制器根据 所述机器 人参考速度生成以及所述至少一台移动机器人之间连接的连接关节反馈的机器人位置跟 踪误差和实时朝向信息， 生成机器人控制速度， 包括： 获取所述至少一台移动机器人对应的机器人位置跟踪误差和实时朝向信息； 对所述机器人参考速度和所述机器人位置跟踪误差进行调整， 得到调整后的机器人参 考速度和调整后的机器人位置跟踪误差； 控制所述机器人控制器根据 所述调整后的机器人参考速度、 所述调 整后的机器人位置 跟踪误差和所述实时朝向信息， 生成所述机器人控制速度。 7.一种基于运动学模型的双闭环多机搬运控制系统， 其特征在于， 包括： 至少一台移动 机器人， 负载， 承载板， 连接关节， 负载定位传感器， 中央控制器以及至少一个机器人控制 器； 其中， 所述负载定位传感器设置 于所述负载 上， 用于监测所述负载的实时位姿； 所述至少一台移动机器人通过所述连接关节和所述承载板连接， 所述承载板用于放置 所述负载， 所述连接关节用于监测所述至少一台移动机器人对应的位置跟踪误差和实时朝 向信息；权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115519545 A 2所述中央控制器， 用于获取所述负载对应的搬运轨迹参数集合， 并通过外环控制， 根据 所述搬运轨 迹参数集 合确定所述负载对应的控制速度； 所述机器人控制器设置于所述移动机器人中， 且所述机器人控制器与 所述移动机器人 一一对应， 所述机器人控制 器用于接 收所述中央控制 器输入的所述控制 速度， 并通过内环 控制， 控制所述至少一台移动机器人根据所述控制速度对所述负载进行 搬运。 8.根据权利要求7 所述的系统， 其特 征在于， 所述连接关节包括以下至少一种自由度： 水平面内的两移动自由度； 绕竖直轴的转动自由度。 9.根据权利要求7 所述的系统， 其特 征在于， 所述移动机器人包括以下至少一种： 差速驱动移动机器人； 四轮驱动侧滑转向移动机器人； 履带式移动机器人。 10.一种基于运动学模型的双闭环多机搬运控制装置， 其特 征在于， 包括： 集合获取单元， 用于获取负载对应的搬运轨 迹参数集 合； 外环控制单元， 用于通过外环控制， 根据所述搬运轨迹参数集合确定所述负载对应的 控制速度； 内环控制单元， 用于通过内环控制， 控制至少一台移动机器人根据所述控制速度对所 述负载进行 搬运。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115519545 A 3