本技術(shù)涉及技術(shù)智能路徑規(guī)劃，尤其涉及一種軌跡跟蹤方法、裝置、電子設(shè)備及介質(zhì)。

背景技術(shù)：

1、差速機器人(differential?drive?robots)在現(xiàn)代物流、安防巡檢，農(nóng)業(yè)自動化和家庭陪伴等領(lǐng)域中得到了廣泛應(yīng)用。這類機器人通過調(diào)節(jié)左右輪的轉(zhuǎn)速差來實現(xiàn)靈活的轉(zhuǎn)向和移動，具有結(jié)構(gòu)簡單、控制靈活的優(yōu)點。

2、傳統(tǒng)的差速機器人軌跡跟蹤方法，例如pid(proportional-integral-derivativecontrol)控制器通過計算誤差的比例、積分和微分來調(diào)整機器人的軌跡，使其跟蹤預(yù)定路徑?；蛘呒冏粉櫵惴?pure?pursuit?algorithm)通過計算機器人當前位置與目標路徑上的前瞻點之間的距離和方向差，來調(diào)整機器人的運動方向和速度。

3、傳統(tǒng)的方案主要依賴于實時的位置信息和朝向角(yaw角)的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)是機器人控制系統(tǒng)進行路徑規(guī)劃和實時校正的基礎(chǔ)。盡管差速機器人在設(shè)計上已經(jīng)相對成熟，但在缺少高精度傳感器信息或傳感器信息質(zhì)量較差的情況下，實現(xiàn)精準的軌跡跟蹤仍然是一個顯著的技術(shù)挑戰(zhàn)。這種環(huán)境下，如何有效地應(yīng)對數(shù)據(jù)不足的問題，以保證機器人能夠穩(wěn)定、準確地跟蹤預(yù)定軌跡，成為了研究和應(yīng)用中的一個難題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本技術(shù)實施例提供了一種軌跡跟蹤方法、裝置、電子設(shè)備及介質(zhì)，在具有參考軌跡信息的基礎(chǔ)上，利用當前時刻的朝向角預(yù)測多個時刻的軌跡信息，基于預(yù)測信息和參考信息之間的差距，確定差速機器人行進的左右輪速度，避免因數(shù)據(jù)不足而導(dǎo)致無法進行軌跡跟蹤的問題，提高了跟蹤的便捷度。

2、第一方面，本技術(shù)實施例提供了一種軌跡跟蹤方法，包括：

3、獲取差速機器人從當前位置行走至目的地之間的參考軌跡信息；

4、針對所述差速機器人從所述當前位置行走到所述目的地的每個時刻，根據(jù)傳感器檢測到的當前時刻的朝向角，預(yù)測當前時刻對應(yīng)的時間窗內(nèi)的預(yù)測軌跡信息；從所述差速機器人的所述參考軌跡信息中提取出當前時刻對應(yīng)的時間窗內(nèi)的參考子信息；

5、根據(jù)所述預(yù)測軌跡信息與所述參考子信息之間的差距，確定當前時刻對應(yīng)的時間窗內(nèi)每個時刻的左右輪預(yù)測速度；

6、控制所述差速機器人的左右輪按照當前時刻預(yù)測的下一時刻的所述左右輪預(yù)測速度行走。

7、上述方法，能夠在具有參考軌跡信息的基礎(chǔ)上，利用當前時刻的朝向角預(yù)測多個時刻的軌跡信息，基于預(yù)測信息和參考信息之間的差距，確定差速機器人行進的左右輪速度，利用確定的左右輪速度行進，依次按時刻循環(huán)直到差速機器人走到目的地為止，避免行走過程中因數(shù)據(jù)不足而導(dǎo)致無法進行軌跡跟蹤的問題，提高了跟蹤的便捷度。

8、在一種可能的實現(xiàn)方式中，所述根據(jù)傳感器檢測到的當前時刻的朝向角，預(yù)測當前時刻對應(yīng)的時間窗內(nèi)的預(yù)測軌跡信息，包括：

9、根據(jù)所述傳感器檢測到的當前時刻的所述朝向角和朝向角預(yù)測關(guān)系，確定當前時刻對應(yīng)的時間窗內(nèi)的所述預(yù)測軌跡信息中的采用左右輪速度表示的預(yù)測朝向角；其中，所述朝向角預(yù)測關(guān)系為相鄰兩個時刻的兩個朝向角與左右輪速度之間的函數(shù)關(guān)系；

10、根據(jù)當前時刻的弧長和弧長預(yù)測關(guān)系，確定當前時刻對應(yīng)的時間窗內(nèi)的預(yù)測軌跡信息中的采用左右輪速度表示的預(yù)測弧長；其中，所述弧長預(yù)測關(guān)系為相鄰兩個時刻的兩個弧長與左右輪速度之間的函數(shù)關(guān)系。

11、在一種可能的實現(xiàn)方式中，所述根據(jù)所述預(yù)測軌跡信息與所述參考子信息之間的差距，包括：

12、針對當前時刻對應(yīng)的時間窗的每個時刻，根據(jù)所述預(yù)測軌跡信息中該時刻的所述預(yù)測弧長和所述參考子信息中該時刻的參考弧長之間的位移殘差，確定該時刻的采用左右輪速度表示的第一函數(shù)關(guān)系；

13、根據(jù)所述預(yù)測軌跡信息中該時刻的所述預(yù)測朝向角和所述參考子信息中該時刻的參考朝向角之間的朝向角殘差，確定該時刻的采用左右輪速度表示的第二函數(shù)關(guān)系；

14、根據(jù)所述預(yù)測軌跡信息中該時刻的所述左右輪預(yù)測速度和所述參考子信息中該時刻的參考左右輪速度之間的速度殘差，確定該時刻的采用左右輪速度表示的第三函數(shù)關(guān)系；

15、根據(jù)所述第一函數(shù)關(guān)系、所述第二函數(shù)關(guān)系、以及所述第三函數(shù)關(guān)系，確定所述預(yù)測軌跡信息中該時刻的信息與所述參考子信息中該時刻的信息之間的采用左右輪速度表示的所述差距。

16、在一種可能的實現(xiàn)方式中，所述根據(jù)所述預(yù)測軌跡信息與所述參考子信息之間的差距，確定當前時刻對應(yīng)的時間窗內(nèi)每個時刻的左右輪預(yù)測速度，包括：

17、將當前時刻對應(yīng)的時間窗內(nèi)每個時刻的所述差距之和的最小值所使用的左右輪速度，作為當前時刻對應(yīng)的時間窗內(nèi)每個時刻的所述左右輪預(yù)測速度。

18、在一種可能的實現(xiàn)方式中，通過以下方式確定所述預(yù)測軌跡信息中該時刻的預(yù)測弧長和所述參考子信息中該時刻的參考弧長之間的位移殘差：

19、將所述預(yù)測軌跡信息中該時刻的所述預(yù)測弧長作為該時刻的預(yù)測總位移；

20、將所述參考子信息中該時刻的參考弧長與當前時刻的參考弧長之間的弧長差值作為該時刻的參考總位移；

21、將所述預(yù)測總位移減去所述參考總位移得到的值作為所述預(yù)測軌跡信息中該時刻的預(yù)測弧長和所述參考子信息中該時刻的參考弧長之間的位移殘差。

22、第二方面，本技術(shù)實施例提供了一種軌跡跟蹤裝置，所述裝置包括：

23、獲取單元，用于獲取差速機器人從當前位置行走至目的地之間的參考軌跡信息；

24、預(yù)測單元，用于針對所述差速機器人從所述當前位置行走到所述目的地的每個時刻，根據(jù)傳感器檢測到的當前時刻的朝向角，預(yù)測當前時刻對應(yīng)的時間窗內(nèi)的預(yù)測軌跡信息；從所述差速機器人的所述參考軌跡信息中提取出當前時刻對應(yīng)的時間窗內(nèi)的參考子信息；

25、確定單元，用于根據(jù)所述預(yù)測軌跡信息與所述參考子信息之間的差距，確定當前時刻對應(yīng)的時間窗內(nèi)每個時刻的左右輪預(yù)測速度；

26、控制單元，用于控制所述差速機器人的左右輪按照當前時刻預(yù)測的下一時刻的所述左右輪預(yù)測速度行走。

27、在一種可能的實現(xiàn)方式中，所述預(yù)測單元，具體用于根據(jù)所述傳感器檢測到的當前時刻的所述朝向角和朝向角預(yù)測關(guān)系，確定當前時刻對應(yīng)的時間窗內(nèi)的所述預(yù)測軌跡信息中的采用左右輪速度表示的預(yù)測朝向角；其中，所述朝向角預(yù)測關(guān)系為相鄰兩個時刻的兩個朝向角與左右輪速度之間的函數(shù)關(guān)系；

28、根據(jù)當前時刻的弧長和弧長預(yù)測關(guān)系，確定當前時刻對應(yīng)的時間窗內(nèi)的預(yù)測軌跡信息中的采用左右輪速度表示的預(yù)測弧長；其中，所述弧長預(yù)測關(guān)系為相鄰兩個時刻的兩個弧長與左右輪速度之間的函數(shù)關(guān)系。

29、在一種可能的實現(xiàn)方式中，所述確定單元還用于針對當前時刻對應(yīng)的時間窗的每個時刻，根據(jù)所述預(yù)測軌跡信息中該時刻的所述預(yù)測弧長和所述參考子信息中該時刻的參考弧長之間的位移殘差，確定該時刻的采用左右輪速度表示的第一函數(shù)關(guān)系；

30、根據(jù)所述預(yù)測軌跡信息中該時刻的所述預(yù)測朝向角和所述參考子信息中該時刻的參考朝向角之間的朝向角殘差，確定該時刻的采用左右輪速度表示的第二函數(shù)關(guān)系；

31、根據(jù)所述預(yù)測軌跡信息中該時刻的所述左右輪預(yù)測速度和所述參考子信息中該時刻的參考左右輪速度之間的速度殘差，確定該時刻的采用左右輪速度表示的第三函數(shù)關(guān)系；

32、根據(jù)所述第一函數(shù)關(guān)系、所述第二函數(shù)關(guān)系、以及所述第三函數(shù)關(guān)系，確定所述預(yù)測軌跡信息中該時刻的信息與所述參考子信息中該時刻的信息之間的采用左右輪速度表示的所述差距。

33、第三方面，本技術(shù)實施例提供了一種執(zhí)行設(shè)備，包括：

34、存儲器，用于存儲程序指令；

35、處理器，用于獲取存儲在所述存儲器中的程序指令，并按照獲得的程序指令實現(xiàn)第一方面以及第一方面不同實現(xiàn)方式所述的方法。

36、第四方面，本技術(shù)實施例提供了一種計算機可讀存儲介質(zhì)，所述計算機可讀存儲介質(zhì)包括計算機指令，當計算機執(zhí)行所述計算機指令時，實現(xiàn)第一方面以及第一方面不同實現(xiàn)方式所述的方法。

37、本技術(shù)的其它特征和優(yōu)點將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本技術(shù)而了解。本技術(shù)的目的和其他優(yōu)點可通過在所寫的說明書、權(quán)利要求書、以及附圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)和獲得。