CN112925323B - 一种基于规则的移动机器人速度调节方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于规则的移动机器人速度调节方法及系统，该方法包括：基于移动机器人的设定速度和最低速度计算参考路段长度；基于轮胎力学计算每个参考点对应的移动机器人的动力学期望速度；基于运动几何关系计算每个参考点对应的移动机器人的运动学期望速度；选取每一参考点所对应的动力学期望速度、运动学期望速度以及设定速度中的最小值，作为相应参考点所对应的移动机器人的期望速度；基于参考路段中所有参考点所对应的期望速度中的最小值、设定速度以及移动机器人当前的运行速度，确定移动机器人下一时刻的运行速度。本发明可在保障控制精度的前提下，提高移动机器人的运行效率。

Description

一种基于规则的移动机器人速度调节方法及系统

技术领域

本发明涉及移动机器人自主行驶控制技术领域，特别涉及一种基于规则的移动机器人速度调节方法及系统。

背景技术

目前应用于工业生产过程中的移动机器人通常运行速度较低，提升运行速度可以有效提高移动机器人的工作效率。但是当移动机器人以较高的运行速度跟踪曲率较大的参考路径时，受转向机构约束、地面附着约束等因素的影响，可能出现打滑、侧滑等使移动机器人自主行驶控制精度下降甚至自主行驶控制失败的情况。通过动态调节运行速度可以提高移动机器人直线行驶时的运行效率，并避免移动机器人转弯时出现打滑、侧滑等情况。

现有的移动机器人速度调节方法有两种，一种是基于规则的速度调节方法，另一种是基于模型预测控制的速度调节方法。

基于规则的速度调节方法的技术特征包括：以移动机器人前方参考路径的曲率为指标设置速度调节规则，如移动机器人前方x m处参考路径的曲率绝对值大于等于y m^-1时，期望速度设置为z m/s，或移动机器人前方x m处参考路径的曲率绝对值等于y m^-1时，期望速度设置为f(y)m/s。这种方法存在的问题是难以选择适当的距离x，当距离x较短时，移动机器人可能无法在转弯前将运行速度降至安全阈值，当距离x较长时，移动机器人则会以较低的运行速度行驶较长时间。基于模型预测控制的速度调节方法的技术特征包括：以移动机器人预测位姿与参考路径之间误差或移动机器人侧向速度为指标设置优化目标函数，对移动机器人的运行速度进行调节。这种方法存在的问题主要是模型预测控制器的计算成本较高，无法在低成本硬件上实时运行。

发明内容

本发明提供了一种基于规则的移动机器人速度调节方法及系统，以解决移动机器人无法在转向前适当时机减速、加速的技术问题，在保障控制精度的前提下提高移动机器人的运行效率。

为解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：

一方面，本发明提供了一种基于规则的移动机器人速度调节方法，包括：

基于移动机器人的设定速度和最低速度，计算参考路段长度；在参考路径上设置多个参考点，多个参考点间的参考路段弧长之和等于所述参考路段长度；

基于轮胎力学，根据各参考点处的参考路径曲率和移动机器人转向时保持侧向稳定性的最大侧向加速度，计算每个参考点对应的移动机器人的动力学期望速度；

基于运动几何关系，根据各参考点处的参考路径曲率、移动机器人轮距和最大速度，计算每个参考点对应的移动机器人的运动学期望速度；

选取每一参考点所对应的动力学期望速度、运动学期望速度以及设定速度中的最小值，作为相应参考点所对应的移动机器人的期望速度；

基于参考路段中所有参考点所对应的期望速度中的最小值、设定速度以及移动机器人当前的运行速度，确定移动机器人下一时刻的运行速度。

进一步地，所述基于移动机器人的设定速度和最低速度，计算参考路段长度，包括：

基于移动机器人的设定速度和最低速度，采用下式，计算参考路段长度：

其中，v_s表示移动机器人的设定速度，v_l表示移动机器人的最低速度，a表示恒定的移动机器人的加速度，l表示参考路段长度。

进一步地，所述基于轮胎力学，根据各参考点处的参考路径曲率和移动机器人转向时保持侧向稳定性的最大侧向加速度，计算每个参考点对应的移动机器人的动力学期望速度，包括：

基于轮胎力学，采用下式，根据各参考点处的参考路径曲率和移动机器人转向时保持侧向稳定性的最大侧向加速度，计算每个参考点对应的移动机器人的动力学期望速度：

其中，v_ed表示当前参考点所对应的动力学期望速度，c表示当前参考点处的参考路径曲率，a_max表示移动机器人转向时保持侧向稳定性的最大侧向加速度。

进一步地，基于运动几何关系，根据各参考点处的参考路径曲率、移动机器人轮距和最大速度，计算每个参考点对应的移动机器人的运动学期望速度，包括：

基于运动几何关系，采用下式，根据各参考点处的参考路径曲率、移动机器人轮距和最大速度，计算每个参考点对应的移动机器人的运动学期望速度：

其中，v_ek表示当前参考点所对应的运动学期望速度，l_b表示移动机器人轮距，v_max表示移动机器人最大速度，c表示当前参考点处的参考路径曲率。

进一步地，所述基于参考路段中所有参考点所对应的期望速度中的最小值、设定速度以及移动机器人当前的运行速度，确定移动机器人下一时刻的运行速度，包括：

寻找参考路段中所有参考点所对应的期望速度中的最小值和最小期望速度对应的参考点在参考路段点列中的位置：

其中，v_ei表示参考路段上第i个参考点对应的期望速度，v_emin为参考路段的期望速度最小值，k为最小期望速度对应的参考点在参考路段点列中的位置；

按照下列速度调节规则，确定移动机器人下一时刻的运行速度：

其中，s_1k表示第1个参考点与第k个参考点之间的参考路段的弧长，v表示移动机器人当前运行速度，T表示采样间隔，a表示恒定的移动机器人的加速度，v_s表示移动机器人的设定速度。

另一方面，本发明还提供了一种基于规则的移动机器人速度调节系统，该基于规则的移动机器人速度调节系统包括：

参考路段长度计算模块，用于基于移动机器人的设定速度和最低速度，计算参考路段长度；在参考路径上设置多个参考点，多个参考点间的参考路段弧长之和等于所述参考路段长度；

动力学期望速度计算模块，用于基于轮胎力学，根据各参考点处的参考路径曲率和移动机器人转向时保持侧向稳定性的最大侧向加速度，计算每个参考点对应的移动机器人的动力学期望速度；

运动学期望速度计算模块，用于基于运动几何关系，根据各参考点处的参考路径曲率、移动机器人轮距和最大速度，计算每个参考点对应的移动机器人的运动学期望速度；

期望速度计算模块，用于选取所述动力学期望速度计算模块和所述运动学期望速度计算模块计算出的每一参考点对应的动力学期望速度、运动学期望速度以及设定速度中的最小值，作为相应参考点所对应的移动机器人的期望速度；

运行速度确定模块，用于基于设定速度、移动机器人当前的运行速度以及所述期望速度计算模块计算出的参考路段中所有参考点所对应的期望速度中的最小值，确定移动机器人下一时刻的运行速度。

进一步地，所述参考路段长度计算模块具体用于：

基于移动机器人的设定速度和最低速度，采用下式，计算参考路段长度：

其中，v_s表示移动机器人的设定速度，v_l表示移动机器人的最低速度，a表示恒定的移动机器人的加速度，l表示参考路段长度。

进一步地，所述动力学期望速度计算模块具体用于：

基于轮胎力学，采用下式，根据各参考点处的参考路径曲率和移动机器人转向时保持侧向稳定性的最大侧向加速度，计算每个参考点对应的移动机器人的动力学期望速度：

其中，v_ed表示当前参考点所对应的动力学期望速度，c表示当前参考点处的参考路径曲率，a_max表示移动机器人转向时保持侧向稳定性的最大侧向加速度。

进一步地，所述运动学期望速度计算模块具体用于：

基于运动几何关系，采用下式，根据各参考点处的参考路径曲率、移动机器人轮距和最大速度，计算每个参考点对应的移动机器人的运动学期望速度：

其中，v_ek表示当前参考点所对应的运动学期望速度，l_b表示移动机器人轮距，v_max表示移动机器人最大速度，c表示当前参考点处的参考路径曲率。

进一步地，所述运行速度确定模块具体用于：

寻找参考路段中所有参考点所对应的期望速度中的最小值和最小期望速度对应的参考点在参考路段点列中的位置：

其中，v_ei表示参考路段上第i个参考点对应的期望速度，v_emin为参考路段的期望速度最小值，k为最小期望速度对应的参考点在参考路段点列中的位置；

按照下列速度调节规则，确定移动机器人下一时刻的运行速度：

其中，s_1k表示第1个参考点与第k个参考点之间的参考路段的弧长，v表示移动机器人当前运行速度，T表示采样间隔，a表示恒定的移动机器人的加速度，v_s表示移动机器人的设定速度。

再一方面，本发明还提供了一种电子设备，其包括处理器和存储器；其中，存储器中存储有至少一条指令，所述指令由处理器加载并执行以实现上述方法。

又一方面，本发明还提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质中存储有至少一条指令，所述指令由处理器加载并执行以实现上述方法。

本发明提供的技术方案带来的有益效果至少包括：

本发明采用预瞄控制的思路，首先确定速度调节的参考路段长度，然后根据设定速度、轮胎力学和运动几何关系确定参考路段上每个点的期望速度，最终基于参考路段期望速度最小值、设定速度以及当前的运行速度确定移动机器人下一时刻的运行速度。该技术方案可以解决移动机器人无法在转向前适当时机减速、加速的技术问题，在保障控制精度的前提下提高移动机器人的运行效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的基于规则的移动机器人速度调节方法所适用的自主行驶系统的示意图；

图2为本发明实施例提供的基于规则的移动机器人速度调节方法流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

第一实施例

本实施例针对在现有技术方案下，移动机器人无法在转向前适当时机减速、加速的技术问题，提供了一种基于规则的移动机器人速度调节方法，该方法可以由电子设备实现，该电子设备可以是终端或者服务器。本实施例的方法所适用的移动机器人的自主行驶系统如图1所示，为了实现本实施例的基于规则的移动机器人速度调节方法，移动机器人的自主行驶系统所需的环境感知、路径规划、路径跟踪等子系统必须完备。其中，环境感知系统必须具备实时、精确给出移动机器人在全局坐标系中的横坐标、纵坐标、航向角等位置姿态状态信息的功能。路径规划系统必须具备根据工作任务和移动机器人的位置姿态状态实时给出自主行驶所需的参考路径的功能，而且参考路径以等间隔离散点列的形式给出。路径跟踪系统必须具备控制移动机器人沿着参考路径行驶的功能。

具体地，本实施例的基于规则的移动机器人速度调节方法的执行流程如图2所示，该基于规则的移动机器人速度调节方法包括以下步骤：

S1，基于移动机器人的设定速度和最低速度计算参考路段长度；在参考路径上设置多个参考点，多个参考点间的参考路段弧长之和等于参考路段长度；

需要说明的是，为保证移动机器人运行平稳，设置移动机器人加、减速时的加速度恒定。在此基础上根据设定速度和最低速度计算参考路段的长度，作为速度调节的数据来源，公式如下：

其中，v_s表示移动机器人的设定速度，由人为设定，v_l表示移动机器人的最低速度，a表示恒定的移动机器人的加速度，l表示参考路段长度。

在参考路径上设置n个参考点，这些点之间的参考路段弧长之和等于l。

S2，基于轮胎力学，根据各参考点处的参考路径曲率和移动机器人转向时保持侧向稳定性的最大侧向加速度，计算每个参考点对应的移动机器人的动力学期望速度；

需要说明的是，在转向时如果移动机器人的侧向加速度不大于最大侧向加速度，则移动机器人通常不会发生侧滑等危险情况，因此根据参考路径曲率，计算参考路段上每个点对应的期望速度，公式如下：

其中，v_ed表示当前参考点所对应的动力学期望速度，c表示当前参考点处的参考路径曲率，a_max表示移动机器人转向时保持侧向稳定性的最大侧向加速度。

由于移动机器人工作场地的地面附着系数通常大于0.8，在这种工况中，如果侧向加速度不大于4m/s²，移动机器人通常不会发生侧滑等危险情况，因此，在本实施例中，移动机器人转向时保持侧向稳定性的最大侧向加速度a_max的取值为4m/s²。

基于上述公式，可以得到每个参考点对应的移动机器人的动力学期望速度，从而得到移动机器人前方参考路段对应的动力学期望速度序列。

S3，基于运动几何关系，根据各参考点处的参考路径曲率、移动机器人轮距和最大速度计算每个参考点对应的移动机器人的运动学期望速度；

需要说明的是，差动转向移动机器人的转向能力与最大速度之间存在耦合，即在移动机器人转向时存在不影响转向能力的最大期望速度，可以计算参考路段上每个点对应的期望速度，公式如下：

其中，v_ek表示当前参考点所对应的运动学期望速度，l_b表示移动机器人轮距，v_max表示移动机器人最大速度，c表示当前参考点处的参考路径曲率。

基于上述公式，可以得到每个参考点对应的移动机器人的运动学期望速度，从而得到移动机器人前方参考路段对应的运动学期望速度序列。

S4，选取每一参考点所对应的动力学期望速度、运动学期望速度以及设定速度中的最小值，作为相应参考点所对应的移动机器人的期望速度，公式如下：

v_e＝min(v_s,v_ed,v_ek)

其中，v_e表示参考路段上每个点最终的期望速度。

基于上述公式，可以得到各参考点对应的移动机器人的期望速度，从而得到移动机器人前方参考路段对应的最终的期望速度序列。

S5，基于参考路段中所有参考点所对应的期望速度中的最小值、设定速度以及移动机器人当前的运行速度，确定移动机器人下一时刻的运行速度。

需要说明的是，在本实施例中，上述S5的实现过程具体如下：

寻找参考路段上期望速度的最小值以及最小值在参考路段点列中的位置：

其中，v_ei表示参考路段上第i点最终的期望速度，v_emin为参考路段的期望速度最小值，k为最小值在参考路段点列中的位置。

如果满足：

或：

v＞v_s

其中，s_1k表示第1点与第k点之间的弧长，v表示当前运行速度。

则下一时刻的速度控制为：

v＝v-aT

其中，T为采样间隔。

如果满足：

或：

v＜v_emin

则下一时刻的速度控制为：

v＝v+aT

如果同时不满足上述所有条件，则：

v＝v

所以，最终的速度调节规则为：

以该速度为路径跟踪的参考速度，即可实现对移动机器人的速度调节。

综上，本发明采用预瞄控制的思路，首先确定速度调节的参考路段长度，然后根据设定速度、轮胎力学和运动几何关系确定参考路段上每个点的期望速度，最终基于参考路段期望速度最小值、设定速度及当前的运行速度确定移动机器人下一时刻运行速度。该技术方案可以解决移动机器人无法在转向前适当时机减速、加速的技术问题，在保障控制精度的前提下提高移动机器人的运行效率。

第二实施例

本实施例提供了一种基于规则的移动机器人速度调节系统，包括以下模块：

参考路段长度计算模块，用于基于移动机器人的设定速度和最低速度，计算参考路段长度；在参考路径上设置多个参考点，多个参考点间的参考路段弧长之和等于所述参考路段长度；

动力学期望速度计算模块，用于基于轮胎力学，根据各参考点处的参考路径曲率和移动机器人转向时保持侧向稳定性的最大侧向加速度，计算每个参考点对应的移动机器人的动力学期望速度；

运动学期望速度计算模块，用于基于运动几何关系，根据各参考点处的参考路径曲率、移动机器人轮距和最大速度，计算每个参考点对应的移动机器人的运动学期望速度；

期望速度计算模块，用于选取所述动力学期望速度计算模块和所述运动学期望速度计算模块计算出的每一参考点对应的动力学期望速度、运动学期望速度以及设定速度中的最小值，作为相应参考点所对应的移动机器人的期望速度；

运行速度确定模块，用于基于设定速度、移动机器人当前的运行速度以及所述期望速度计算模块计算出的参考路段中所有参考点所对应的期望速度中的最小值，确定移动机器人下一时刻的运行速度。

本实施例的基于规则的移动机器人速度调节系统与上述第一实施例的基于规则的移动机器人速度调节方法相对应；其中，本实施例的基于规则的移动机器人速度调节系统中的各功能模块所实现的功能与上述第一实施例的基于规则的移动机器人速度调节方法中的各流程步骤一一对应；故，在此不再赘述。

第三实施例

本实施例提供一种电子设备，其包括处理器和存储器；其中，存储器中存储有至少一条指令，所述指令由处理器加载并执行，以实现第一实施例的方法。

该电子设备可因配置或性能不同而产生比较大的差异，可以包括一个或一个以上处理器(central processing units，CPU)和一个或一个以上的存储器，其中，存储器中存储有至少一条指令，所述指令由处理器加载并执行上述方法。

第四实施例

本实施例提供一种计算机可读存储介质，该存储介质中存储有至少一条指令，所述指令由处理器加载并执行，以实现上述第一实施例的方法。其中，该计算机可读存储介质可以是ROM、随机存取存储器、CD-ROM、磁带、软盘和光数据存储设备等。其内存储的指令可由终端中的处理器加载并执行上述方法。

此外，需要说明的是，本发明可提供为方法、装置或计算机程序产品。因此，本发明实施例可采用完全硬件实施例、完全软件实施例或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明实施例可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质上实施的计算机程序产品的形式。

本发明实施例是参照根据本发明实施例的方法、终端设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理终端设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理终端设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理终端设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理终端设备上，使得在计算机或其他可编程终端设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程终端设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

还需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。

最后需要说明的是，以上所述是本发明优选实施方式，应当指出，尽管已描述了本发明优选实施例，但对于本技术领域的技术人员来说，一旦得知了本发明的基本创造性概念，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明实施例范围的所有变更和修改。

Claims (8)

1.一种基于规则的移动机器人速度调节方法，其特征在于，包括：

基于移动机器人的设定速度和最低速度，计算参考路段长度；在参考路径上设置多个参考点，多个参考点间的参考路段弧长之和等于所述参考路段长度；

基于轮胎力学，根据各参考点处的参考路径曲率和移动机器人转向时保持侧向稳定性的最大侧向加速度，计算每个参考点对应的移动机器人的动力学期望速度；

基于运动几何关系，根据各参考点处的参考路径曲率、移动机器人轮距和最大速度，计算每个参考点对应的移动机器人的运动学期望速度；

选取每一参考点所对应的动力学期望速度、运动学期望速度以及设定速度中的最小值，作为相应参考点所对应的移动机器人的期望速度；

基于参考路段中所有参考点所对应的期望速度中的最小值、设定速度以及移动机器人当前的运行速度，确定移动机器人下一时刻的运行速度；

所述基于参考路段中所有参考点所对应的期望速度中的最小值、设定速度以及移动机器人当前的运行速度，确定移动机器人下一时刻的运行速度，包括：

寻找参考路段中所有参考点所对应的期望速度中的最小值和最小期望速度对应的参考点在参考路段点列中的位置：

其中，v_ei表示参考路段上第i个参考点对应的期望速度，v_emin为参考路段的期望速度最小值，k为最小期望速度对应的参考点在参考路段点列中的位置；

按照下列速度调节规则，确定移动机器人下一时刻的运行速度：

其中，s_1k表示第1个参考点与第k个参考点之间的参考路段的弧长，v表示移动机器人当前运行速度，T表示采样间隔，a表示恒定的移动机器人的加速度，v_s表示移动机器人的设定速度。

2.如权利要求1所述的基于规则的移动机器人速度调节方法，其特征在于，所述基于移动机器人的设定速度和最低速度，计算参考路段长度，包括：

基于移动机器人的设定速度和最低速度，采用下式，计算参考路段长度：

其中，v_s表示移动机器人的设定速度，v_l表示移动机器人的最低速度，a表示恒定的移动机器人的加速度，l表示参考路段长度。

3.如权利要求1所述的基于规则的移动机器人速度调节方法，其特征在于，所述基于轮胎力学，根据各参考点处的参考路径曲率和移动机器人转向时保持侧向稳定性的最大侧向加速度，计算每个参考点对应的移动机器人的动力学期望速度，包括：

基于轮胎力学，采用下式，根据各参考点处的参考路径曲率和移动机器人转向时保持侧向稳定性的最大侧向加速度，计算每个参考点对应的移动机器人的动力学期望速度：

其中，v_ed表示当前参考点所对应的动力学期望速度，c表示当前参考点处的参考路径曲率，a_max表示移动机器人转向时保持侧向稳定性的最大侧向加速度。

4.如权利要求1所述的基于规则的移动机器人速度调节方法，其特征在于，基于运动几何关系，根据各参考点处的参考路径曲率、移动机器人轮距和最大速度，计算每个参考点对应的移动机器人的运动学期望速度，包括：

基于运动几何关系，采用下式，根据各参考点处的参考路径曲率、移动机器人轮距和最大速度，计算每个参考点对应的移动机器人的运动学期望速度：

其中，v_ek表示当前参考点所对应的运动学期望速度，l_b表示移动机器人轮距，v_max表示移动机器人最大速度，c表示当前参考点处的参考路径曲率。

5.一种基于规则的移动机器人速度调节系统，其特征在于，包括：

参考路段长度计算模块，用于基于移动机器人的设定速度和最低速度，计算参考路段长度；在参考路径上设置多个参考点，多个参考点间的参考路段弧长之和等于所述参考路段长度；

动力学期望速度计算模块，用于基于轮胎力学，根据各参考点处的参考路径曲率和移动机器人转向时保持侧向稳定性的最大侧向加速度，计算每个参考点对应的移动机器人的动力学期望速度；

运动学期望速度计算模块，用于基于运动几何关系，根据各参考点处的参考路径曲率、移动机器人轮距和最大速度，计算每个参考点对应的移动机器人的运动学期望速度；

期望速度计算模块，用于选取所述动力学期望速度计算模块和所述运动学期望速度计算模块计算出的每一参考点对应的动力学期望速度、运动学期望速度以及设定速度中的最小值，作为相应参考点所对应的移动机器人的期望速度；

运行速度确定模块，用于基于设定速度、移动机器人当前的运行速度以及所述期望速度计算模块计算出的参考路段中所有参考点所对应的期望速度中的最小值，确定移动机器人下一时刻的运行速度；

所述运行速度确定模块具体用于：

寻找参考路段中所有参考点所对应的期望速度中的最小值和最小期望速度对应的参考点在参考路段点列中的位置：

其中，v_ei表示参考路段上第i个参考点对应的期望速度，v_emin为参考路段的期望速度最小值，k为最小期望速度对应的参考点在参考路段点列中的位置；

按照下列速度调节规则，确定移动机器人下一时刻的运行速度：

其中，s_1k表示第1个参考点与第k个参考点之间的参考路段的弧长，v表示移动机器人当前运行速度，T表示采样间隔，a表示恒定的移动机器人的加速度，v_s表示移动机器人的设定速度。

6.如权利要求5所述的基于规则的移动机器人速度调节系统，其特征在于，所述参考路段长度计算模块具体用于：

基于移动机器人的设定速度和最低速度，采用下式，计算参考路段长度：

其中，v_s表示移动机器人的设定速度，v_l表示移动机器人的最低速度，a表示恒定的移动机器人的加速度，l表示参考路段长度。

7.如权利要求5所述的基于规则的移动机器人速度调节系统，其特征在于，所述动力学期望速度计算模块具体用于：

基于轮胎力学，采用下式，根据各参考点处的参考路径曲率和移动机器人转向时保持侧向稳定性的最大侧向加速度，计算每个参考点对应的移动机器人的动力学期望速度：

其中，v_ed表示当前参考点所对应的动力学期望速度，c表示当前参考点处的参考路径曲率，a_max表示移动机器人转向时保持侧向稳定性的最大侧向加速度。

8.如权利要求5所述的基于规则的移动机器人速度调节系统，其特征在于，所述运动学期望速度计算模块具体用于：

基于运动几何关系，采用下式，根据各参考点处的参考路径曲率、移动机器人轮距和最大速度，计算每个参考点对应的移动机器人的运动学期望速度：

其中，v_ek表示当前参考点所对应的运动学期望速度，l_b表示移动机器人轮距，v_max表示移动机器人最大速度，c表示当前参考点处的参考路径曲率。

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