控制理论与应用

作者：李晨萍,张雪波,王润花,李宝全,方勇纯

单位：南开大学人工智能学院机器人与信息自动化研究所,南开大学人工智能学院机器人与信息自动化研究所,南开大学人工智能学院机器人与信息自动化研究所,天津工业大学电气工程与自动化学院,南开大学人工智能学院机器人与信息自动化研究所

关键词：指令滤波; 速度光滑; 视觉伺服; 同时定位与建图; 移动机器人

基金：国家重点研发计划课题(2018YFB1307503), 天津市杰出青年基金项目(19JCJQJC62100), 天津市自然科学基金面上项目(19JCYBJC18500), 中央 高校基本科研业务费项目资助.

针对移动机器人位姿镇定问题, 本文提出基于视觉同时定位与建图(simultaneous localization and mapping, SLAM)–伺服框架的指令滤波反步控制策略. 具体而言, 通过加速度层控制器设计进而积分得到的光滑速度信号, 减小SLAM视觉模块的预测位姿误差; 继而应用指令滤波器简化控制器设计的复杂求导运算, 减轻计算负担; 此外, SLAM模块利用运动信息与视觉信息的融合解决未知尺度问题, 降低未知深度造成的控制器设计复杂度. 通过李雅普诺夫理论可以证明闭环系统的稳定性. 仿真和实验结果最终验证了本文算法的有效性.

来源：2022年第12期

《控制理论与应用》期刊编辑部

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