可变车道隔离护栏运载机器人系统及其控制策略

作     者：田为广 徐海黎 陈妍 朱倚娴 刘熙 TIAN Wei-guang;XU Hai-li;CHEN Yan;ZHU Yi-xian;LIU Xi

作者机构：南通大学机械工程学院江苏南通226019 南通天承光电科技有限公司江苏南通226100 

出 版 物：《工程设计学报》 (Chinese Journal of Engineering Design)

年 卷 期：2022年第29卷第2期

页      面：237-246页

核心收录：

学科分类：080704[工学-流体机械及工程] 080202[工学-机械电子工程] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 0804[工学-仪器科学与技术] 0802[工学-机械工程] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(61903204) 

主　　题：可变车道 运载机器人 超宽带(UWB)定位 运动控制 自主纠偏 

摘      要：城市潮汐交通拥堵问题可通过设置可变车道来解决。针对现有可变车道控制方式单一及智能化程度低等问题,设计了一种移动机器人来运载护栏,以完成车道隔离。为解决室外道路环境下的高精度定位问题,结合实际应用场景,应用超宽带(ultra wide band,UWB)技术设计了无线定位系统以及双标签融合定位法,实现了运载机器人运行过程中的位姿计算。根据运载机器人的位姿信息以及其搭载护栏时的运动模型,设计了相应的运动控制算法,以使机器人在运行过程中完成自主纠偏。此外,运载机器人运行过程中的相关数据通过LoRa(long range radio,远距离无线电)组网与远程服务器交互,实现了远程监控。试验结果表明:所设计的UWB定位系统的重复定位精度为0.07 m左右,能满足室外环境下的高精度定位要求;所设计的运动控制算法能较好地实现运载机器人的运动控制,达到了预期效果。该运载机器人系统能够为可变车道的智能化控制提供参考,具有良好的工程应用前景。