[發明專利]非對稱四舵輪AGV轉向及平移運動的控制方法

有效

• 申請號: 201910408965.7
• 申請日: 2019-05-16
• 公開（公告）號: CN110103998B
• 公開（公告）日: 2020-06-09
• 發明（設計）人: 袁志勇;鄒攀;王希翼
• 申請（專利權）人: 湖南馳眾機器人有限公司
• 主分類號: B61C9/46
• 分類號: B61C9/46;B61F5/38;B61F5/50
• 代理公司: 長沙市和協專利代理事務所(普通合伙) 43115
• 代理人: 王培苓

1.一種非對稱四舵輪AGV轉向及平移運動的控制方法，其特征在于，四舵輪AGV包括AGV底盤、PLC控制系統、以及設置在AGV底盤前后方的四組舵輪機構，舵輪機構包括行走輪、行走電機、角度傳感器、轉向電機，通過設置的行走輪以及行走電機用于驅動AGV小車車身行走，轉向電機用于控制單個行走輪相對于車體的旋轉角度，同時，其轉向角度值可以通過舵輪機構上安裝的角度傳感器獲取，通過PLC控制系統來獨立控制行走輪的速度和轉向的角度，實現控制四舵輪AGV平移、轉向運動，四舵輪AGV的運動控制包括以下步驟：步驟1，四組舵輪機構非對稱設置在AGV底盤；

步驟2，確定一個圓心，AGV以較小的轉彎半徑繞該圓心轉動，從而實現整車的轉向控制，該轉彎半徑為AGV底盤的中心與圓心的垂線段距離，其數學表達式如下：

其中，B為前方兩組舵輪機構中心點之間的橫向距離，L為同側前后方兩舵輪機構中心點之間的距離，D為后方兩舵輪機構中心點的垂直距離；

步驟3，給定左轉或右轉時前方一個行走輪的旋轉角度及速度，給定前方左行走輪旋轉角度和速度，且分別記作A1、V1，那么前方右行走輪旋轉角度和速度分別記作A2、V2，后方左行走輪旋轉角度和速度分別記作A3、V3，后方右行走輪旋轉角度和速度分別記作A4、V4，根據以下數學表達式(一)、(二)、(三)、(四)、(五)、(六)及給定的A1和V1值計算出其他行走輪旋轉的角度和速度，控制AGV的每個行走輪按計算出的角度和速度圍繞圓心轉動，來實現AGV整車的任意轉向控制：

2.根據權利要求1所述的非對稱四舵輪AGV轉向及平移運動的控制方法，其特征在于，所述步驟3實現轉向控制之前還包括AGV轉向時發生偏移后的糾偏過程，具體為：設導引傳感器能檢測到的偏移量k的最大最小值為K_max和K_min，其需求的舵輪旋轉角度對應為A_max和A_min，若當前偏移量為k，需求的當前舵輪旋轉角度A1通過下述計算公式計算得出：

3.根據權利要求2所述的非對稱四舵輪AGV轉向及平移運動的控制方法，其特征在于，所述步驟3中，還包括如下控制過程：四組舵輪機構往右或往左旋轉同樣角度，同時給出相同的行走速度V1實現整車的平移控制過程。

4.根據權利要求1所述的非對稱四舵輪AGV轉向及平移運動的控制方法，其特征在于，所述PLC控制系統包括伺服驅動器、PLC控制器，伺服驅動器與PLC控制器通訊連接，伺服驅動器通過增量編碼器檢測行走電機的實時轉速來實現速度的精確控制，伺服驅動器的需求控制速度由PLC控制器通過以太網接口給出；角度傳感器可以實時獲取每個轉向輪相對于車體的絕對角度，其角度值通過以太網供PLC控制器讀取。