[發明專利]一種物流機器人橫偏控制方法及物流機器人

有效

• 申請號: 201710399255.3
• 申請日: 2017-05-31
• 公開（公告）號: CN107422728B
• 公開（公告）日: 2023-08-25
• 發明（設計）人: 袁瑞萍;郝巖;董婷婷;李園園;李俊韜
• 申請（專利權）人: 北京物資學院
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02;G05B11/42
• 代理公司: 北京卓嵐智財知識產權代理有限公司 11624
• 代理人: 任漱晨

1.一種物流機器人橫偏控制方法，其特征在于，所述方法包括：

在二維條碼起始點進行物流機器人位置初始化；

當所述物流機器人工作時，利用攝像頭或碼盤判斷所述物流機器人是否到達地標點；

根據所述物流機器人是否到達地標點，利用動態單點預瞄準的方法，計算所述物流機器人的航向偏差和橫向偏差；

根據所述物流機器人的航向偏差和橫向偏差，計算所述物流機器人的角度偏差；

根據所述物流機器人的角度偏差和速度，通過比例-積分-導數PID控制調節所述物流機器人的左右輪轉速，從而控制所述物流機器人橫偏；

所述物流機器人包括自動導引運輸車AGV；

所述根據所述物流機器人的角度偏差和速度，通過比例-積分-導數PID控制調節所述物流機器人的左右輪轉速，從而控制所述物流機器人橫偏，包括：

通過速度PID和角度PID兩個PID線性相加控制調整所述AGV左右輪電機輸入電壓：

速度PID是通過所述AGV當前左右輪轉速差和設定所述AGV目標速度為控制輸入，通過速度PID控制，輸出所述AGV速度左右輪電機輸入電壓值；

角度PID是通過所述AGV當前角度偏差為控制輸入，通過角度PID控制，輸出所述AGV角度左右輪電機輸入電壓值；

通過將所述AGV速度左右輪電機輸入電壓值與所述AGV角度左右輪電機輸入電壓值線性相加后得出最終所述AGV左右輪電機輸入電壓調整值，控制AGV的行走，從而控制所述AGV橫偏；

計算過程如下：

速度PID公式：

角度PID公式：

其中：V_Lti為ti時刻AGV左輪速度，S_Lti為ti時刻與上一時刻間左輪行駛的距離，V_Rti為ti時刻AGV右輪速度，S_Rti為ti時刻與上一時刻間右輪行駛的距離，V_ti為AGV在ti時刻的速度，V_set為上位機發送指令給AGV設定的速度，為AGV在ti時刻設定的速度與當前速度的差值，Vol_vti為速度PID在ti時刻輸出的AGV左右輪電機調整電壓值，K_v，I_v，D_v分別為速度PID中的比例系數，積分系數，微分系數，Vol_θti為角度PID在ti時刻輸出的AGV左右輪電機調整電壓值，Vol_Lti，Vol_Rti分別為AGV在ti時刻左右輪電機最終的輸入電壓值；

在狀態一時，AGV在地標點之間路徑上行駛，通過轉速信息采集單元(303)采集AGV左右輪自上一個條碼點后的行駛距離，計算AGV當前的航向偏差和橫向偏差，進而計算AGV的角度偏差；其計算公式如下：

規定AGV橫向偏差和航向以右偏為正；

T2時刻：

β_t2＝KF(β_et2，β_gt2)，其中，為通過碼盤數據計算出的T1至T2時刻AGV航向變化量，L為AGV左右輪之間距離，β_et2為通過碼盤數據估計出的T2時刻AGV航向角，β_t1為T1時刻AGV的航向角，β_gt2為T2時刻通過陀螺儀獲取的AGV航向角，KF為卡爾曼濾波器，β_t2為通過對β_et2,β_gt2進行線性卡爾曼濾波估計得出的AGV航向的最優估計值；

采用動態單點預瞄準的方法，AGV預瞄準下一個條碼點，計算T2時刻AGV角度偏差θ_t2：

θ_t2＝β_t2-α_t2，

其中，S_Lt2，S_Rt2分別為AGV左右輪從t1到t2時刻行駛的距離，S_i為AGV離開上一個條碼點后第i個周期內行駛的距離。

2.如權利要求1所述物流機器人橫偏控制方法，其特征在于，所述在二維條碼起始點進行物流機器人位置初始化，具體包括：

在AGV二維條碼起始點檢測二維條碼點地標及起始位置誤差，并矯正AGV航向偏差。