[發明專利]一種雙舵輪AGV路徑跟蹤方法

有效

• 申請號: 202011262898.1
• 申請日: 2020-11-12
• 公開（公告）號: CN112462760B
• 公開（公告）日: 2022-04-22
• 發明（設計）人: 張明;盧揚揚;張丹丹;張志民
• 申請（專利權）人: 北京星航機電裝備有限公司
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02
• 代理公司: 北京金智普華知識產權代理有限公司 11401
• 代理人: 巴曉艷

本發明提供了一種雙舵輪AGV路徑跟蹤方法，涉及自動控制技術領域，能夠有效提高雙舵輪AGV的軌跡跟蹤效果，保證AGV車體實時糾偏，從而控制車體準確沿著目標路徑行駛；該方法步驟包括：S1、建立雙舵輪AGV運動學模型；S2、根據AGV車體的里程計信息，結合實時車體姿態數據，推算AGV行駛軌跡；S3、根據推算出的AGV行駛軌跡，計算當前時刻AGV的姿態偏差；S4、根據計算出的AGV的姿態偏差，獲得車體下一周期的目標控制量；S5、通過S4中計算出的下一周期的目標控制量，結合雙舵輪AGV運動學模型計算出雙舵輪的調整量，實現糾偏。本發明提供的技術方案適用于雙舵輪AGV行使的過程中。

【技術領域】

本發明涉及自動控制技術領域，尤其涉及一種雙舵輪AGV路徑跟蹤方法。

【背景技術】

AGV全稱自動導引車(Automated Gu ided Vehicle),指裝備電磁或光學等自動導引裝置，能夠沿規定路徑行駛，具有安全保護和各種移載功能的運輸車。AGV的運動控制是實現自動導引車高精度、高可靠性運行的關鍵技術，其中，AGV的路徑跟蹤算法策略的研究又是AGV運動控制的難點。目前AGV路徑跟蹤算法常用的算法有最優控制方法、線性模型控制方法、模糊控制方法等。

非線性控制方式如模糊控制方法不需要建立精確的運動學模型，模仿人的模糊推理和決策過程，依靠現場經驗設計模糊控制規則，但是該方式控制精度低，穩定性差，不適合實現AGV高精度路徑跟蹤。

線性模型控制方法相對其他非線性控制方式需要建立精確的運動學模型，常用的是PID控制方法。PID控制方法簡單易懂，計算效率高，對于工作環境變化不大的應用場景，一旦PID參數整定完成，AGV的路徑跟蹤精度高，可保證AGV跟隨指定路徑自動行駛。

因此，本申請在線性模型控制方法的基礎上，研究一種雙舵輪AGV路徑跟蹤方法來應對現有技術的不足，以解決或減輕上述一個或多個問題。

【發明內容】

有鑒于此，本發明提供了一種雙舵輪AGV路徑跟蹤方法，能夠有效提高雙舵輪AGV的軌跡跟蹤效果，保證AGV車體實時糾偏，從而控制車體準確沿著目標路徑行駛。

一方面，本發明提供一種雙舵輪AGV路徑跟蹤方法，其特征在于，所述路徑跟蹤方法的步驟包括：

S1、建立雙舵輪AGV運動學模型；

S2、根據AGV車體的里程計信息，結合實時車體姿態數據，推算AGV行駛軌跡；

S3、根據推算出的AGV行駛軌跡，計算當前時刻AGV的姿態偏差；

S4、根據計算出的AGV的姿態偏差，獲得車體的目標控制量；

S5、通過S4獲得的目標控制量，結合雙舵輪AGV運動學模型計算出雙舵輪的調整量，實現糾偏。

如上所述的方面和任一可能的實現方式，進一步提供一種實現方式，AGV行駛軌跡包括車體姿態數據和目標移動路徑。

如上所述的方面和任一可能的實現方式，進一步提供一種實現方式，步驟S3中AGV的姿態偏差包括角度偏差、法向偏差和切向偏差。

如上所述的方面和任一可能的實現方式，進一步提供一種實現方式，步驟S4中目標控制量包括車體的目標線速度、目標角速度和目標航向角。

如上所述的方面和任一可能的實現方式，進一步提供一種實現方式，步驟S1的內容包括：根據AGV車體中心的線速度、角速度和航向角解算得到兩個舵輪的線速度和舵向值；其中，舵輪的線速度方向與該舵輪的舵向值一致。

如上所述的方面和任一可能的實現方式，進一步提供一種實現方式，步驟S1的具體步驟包括：

S11、根據AGV車體中心的線速度和角速度計算出AGV的旋轉半徑；再結合航向角得到旋轉半徑與AGV車體中心點速度的幾何關系；