用于独轮车机器人安全导航的反馈运动预测

作为一种简单且鲁棒的移动机器人底盘，可被建模为运动学独轮车的差速驱动机器人在工业与家庭环境的物流和服务机器人中有着重要应用。此类独轮车机器人在复杂杂乱环境（尤其是人群和其他机器人周围）中绕障安全导航是执行多样有用任务的基本能力。快速且准确的安全评估在反应式安全机器人运动设计中起着关键作用。在本文中，作为标准圆形Lyapunov水平集的更准确且仍简单的替代方案，我们提出了新颖的圆锥反馈运动预测方法，用于界定标准独轮车运动控制方法下运动学独轮车机器人模型的闭环运动轨迹。我们给出了利用参考调节器进行绕障安全机器人导航的独轮车反馈运动预测应用，其中独轮车机器人的安全性基于预测的未来机器人运动被持续监测。我们通过数值仿真研究了运动预测对机器人行为的作用，并得出结论：快速且准确的反馈运动预测是绕障快速、反应式和安全机器人导航的关键。