CN106527443A - 全向移动agv导航纠偏方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种全向移动AGV导航纠偏方法，属于麦克纳姆轮全向移动AGV的导航定位技术领域。本发明根据前后磁传感器反馈的磁条位置信息，通过一种信息处理算法将得到的复杂的实际情况解析为两种独立且方便处理的简单情况，方便处理。从而针对麦克纳姆轮全向移动AGV的特性进行偏差矫正。从磁传感器反馈的信息将会被实时处理并用于计算偏差程度，依据偏差程度对偏差矫正速度进行赋值。从而实现了麦克纳姆轮全向移动AGV的高精度导航纠偏。该方法依据麦克纳姆轮全向移动AGV的行驶特性实现，充分利用了底盘平台的全向移动特点。
Description
技术领域
本发明涉及麦克纳姆轮全向移动AGV的导航定位技术领域，具体涉及一种全向移动AGV导航纠偏方法。
背景技术
麦克纳姆轮全向移动平台作为一种灵活的运载平台解决方案被广泛地应用于航空、航天、教育、医疗、工业、物流等各个领域。而目前AGV(自动引导运输车)主要针对舵轮形式AGV使用磁条导引加地标定位的导航定位方案，该种方案在对小车进行纠偏时往往通过前方一个或两个磁传感器进行纠偏，并没有针对麦克纳姆轮全向移动AGV的行驶特点进行设计。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是：如何消除麦克纳姆轮AGV在行驶过程中的偏差，从而实现AGV的高精度导航纠偏。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种全向移动AGV导航纠偏方法，包括以下步骤：
如果AGV车体发生第一种偏离情况，即车体中心点在车体下方磁条的磁条路径上，同时车体中轴线与磁条路径有一个不为零的夹角，则根据磁传感器返回的值，分析车体与磁条的偏离程度，并计算出旋转速度ω进行车身姿态调整，实现纠偏；
如果车体发生第二种偏离情况，即车体中心点不在磁条路径上，同时车体中轴线与磁条路径平行，则根据磁传感器返回的值，分析车体与磁条的偏离程度，并计算出横移速度x进行车身姿态调整，实现纠偏；
如果车体发生的偏移情况为第一种与第二种情况的复合偏离情况，即既有旋转偏移，又有横向偏移的情况，则将得到的复合偏离情况拆解为第一种与第二种情况，再通过其各自对应的计算方式计算出相应的调整速度x与ω，同时进行横移和旋转调整，实现纠偏；
所述磁传感器为前、后两个磁传感器，分别安装在车体前端与后端；若车体正常行驶，没有任何偏移，则车体中心点在磁条路径上，同时车体中轴线与磁条路径之间没有夹角。
优选地，对于第一种情况，设前磁传感器的值为a，后磁传感器的值为b，前后磁传感器之间的距离为L，则计算前后磁传感器之间的数值差的绝对值|a-b|与和的一半(a+b)/2，并计算出车体中轴线与磁条之间的夹角α的三角函数tanα＝|a-b|/L，由此计算出夹角α，将夹角α乘以系数得到旋转速度ω，利用旋转速度ω进行车身姿态调整，实现纠偏，其中所述系数根据车体旋转到最偏程度时，按照夹角α越小旋转速度ω相应地越小的理论所进行的试验得到。
优选地，所述系数为0.02。
优选地，对于第二种情况，将前、后磁传感器的值之和的一半(a+b)/2减去前磁传感器或后磁传感器的中心值得到车体下方磁条的中点与车体中心点之间的距离d，然后计算横移速度x＝2.5d，利用横移速度x进行车身姿态调整，实现纠偏。
优选地，对于所述复合偏离情况，将前、后磁传感器的值之和的一半(a+b)/2减去前磁传感器或后磁传感器的中心值得到车体下方磁条的中点与车体中心点之间的距离d，然后计算横移速度x＝ytanα+d*2.5/cosα，利用x、y的复合速度进行车身姿态调整，实现纠偏，其中y为预设的车体前进速度。
(三)有益效果
本发明根据前后磁传感器反馈的磁条位置信息，通过一种信息处理算法将得到的复杂的实际情况解析为两种独立且方便处理的简单情况，方便处理。从而针对麦克纳姆轮全向移动AGV的特性进行偏差矫正。从磁传感器反馈的信息将会被实时处理并用于计算偏差程度，依据偏差程度对偏差矫正速度进行赋值。从而实现了麦克纳姆轮全向移动AGV的高精度导航纠偏。该方法依据麦克纳姆轮全向移动AGV的行驶特性实现，充分利用了底盘平台的全向移动特点。
附图说明
图1为本发明实施例的旋转偏离情况示意图；
图2为本发明实施例的横向偏离情况示意图；
图3为本发明实施例的复合偏离情况示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、内容、和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
本发明实施例提供了一种全向移动AGV导航纠偏方法，包括以下步骤：
如图1所示，如果AGV车体发生第一种偏离情况，即车体中心点在车体下方磁条的磁条路径上，同时车体中轴线与磁条路径有一个不为零的夹角，则根据磁传感器返回的值，分析车体与磁条的偏离程度，并计算出旋转速度ω进行车身姿态调整，实现纠偏；磁传感器的位置为：磁传感器为前、后两个磁传感器，分别安装在车体前端与后端(图1中上、下两个小矩形，图1中左、右两侧的四个大矩形为车轮)，前、后两个传感器返回的值均为从左向右依次为1至9(对应图中不同的圆圈，若第一个圆圈亮则返回的值为1，第二个圆圈亮则返回的值为2，依次类推，若最后一个即第9个圆圈亮则值为9，或者相邻的两个圆圈，或相邻的三个圆圈亮，若两个或三个圆圈亮，则返回的值为这两个或三个圆圈对应值的平均值)。磁条的位置为：若车体正常行驶，没有任何偏移，则车体中心点在磁条路径上，同时车体中轴线与磁条路径之间没有夹角，磁条是布置在地面上。
对于第一种情况，设前磁传感器的值为a，后磁传感器的值为b，前后磁传感器之间的距离为定值L，则计算前后磁传感器之间的数值差的绝对值|a-b|与和的一半(a+b)/2，并计算出车体中轴线与磁条之间的夹角α的三角函数tanα＝|a-b|/L，由此计算出夹角α，将夹角α乘以系数得到旋转速度ω，利用旋转速度ω进行车身姿态调整，实现纠偏，其中所述系数根据车体旋转到最偏程度时，按照夹角α越小旋转速度ω相应地越小的理论所进行的试验得到，本实施例中系数为0.02。
如图2所示，如果车体发生第二种偏离情况，即车体中心点不在磁条路径上，同时车体中轴线与磁条路径平行，则根据磁传感器返回的值，分析车体与磁条的偏离程度，并计算出横移速度x进行车身姿态调整，实现纠偏；
对于第二种情况，将前、后磁传感器的值之和的一半(a+b)/2减去前磁传感器或后磁传感器的中心值得到车体下方磁条的中点与车体中心点之间的距离d，然后计算横移速度x＝2.5d，利用横移速度x进行车身姿态调整，实现纠偏，这个过程中利用了中点距离d越小横移速度x越小的线性关系。
大多数的偏移情况会是上述两种情况的复合，即既有旋转偏移，又有横向偏移的情况，此时将需要同时进行横移和旋转调整操作实现纠偏。如图3所示，如果车体发生的偏移情况为第一种与第二种情况的复合偏离情况，则将得到的复合偏离情况拆解为第一种与第二种情况，再通过其各自对应的计算方式计算出相应的调整速度x与ω，同时进行横移和旋转调整，实现纠偏；
对于复合偏离情况，将前、后磁传感器的值之和的一半(a+b)/2减去前磁传感器或后磁传感器的中心值得到车体下方磁条的中点与车体中心点之间的距离d，然后计算横移速度x＝ytanα+d*2.5/cosα，利用x、y的复合速度进行车身姿态调整(车体以x、y的复合速度(两个速度矢量x、y之和)前进，以便沿着磁条前进)，实现纠偏，其中y为预设的车体前进速度。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种全向移动AGV导航纠偏方法，其特征在于，包括以下步骤：
如果AGV车体发生第一种偏离情况，即车体中心点在车体下方磁条的磁条路径上，同时车体中轴线与磁条路径有一个不为零的夹角，则根据磁传感器返回的值，分析车体与磁条的偏离程度，并计算出旋转速度ω进行车身姿态调整，实现纠偏；
如果车体发生第二种偏离情况，即车体中心点不在磁条路径上，同时车体中轴线与磁条路径平行，则根据磁传感器返回的值，分析车体与磁条的偏离程度，并计算出横移速度x进行车身姿态调整，实现纠偏；
如果车体发生的偏移情况为第一种与第二种情况的复合偏离情况，即既有旋转偏移，又有横向偏移的情况，则将得到的复合偏离情况拆解为第一种与第二种情况，再通过其各自对应的计算方式计算出相应的调整速度x与ω，同时进行横移和旋转调整，实现纠偏；
所述磁传感器为前、后两个磁传感器，分别安装在车体前端与后端；若车体正常行驶，没有任何偏移，则车体中心点在磁条路径上，同时车体中轴线与磁条路径之间没有夹角。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，对于第一种情况，设前磁传感器的值为a，后磁传感器的值为b，前后磁传感器之间的距离为L，则计算前后磁传感器之间的数值差的绝对值|a-b|与和的一半(a+b)/2，并计算出车体中轴线与磁条之间的夹角α的三角函数tanα＝|a-b|/L，由此计算出夹角α，将夹角α乘以系数得到旋转速度ω，利用旋转速度ω进行车身姿态调整，实现纠偏，其中所述系数根据车体旋转到最偏程度时，按照夹角α越小旋转速度ω相应地越小的理论所进行的试验得到。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述系数为0.02。
4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，对于第二种情况，将前、后磁传感器的值之和的一半(a+b)/2减去前磁传感器或后磁传感器的中心值得到车体下方磁条的中点与车体中心点之间的距离d，然后计算横移速度x＝2.5d，利用横移速度x进行车身姿态调整，实现纠偏。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，对于所述复合偏离情况，将前、后磁传感器的值之和的一半(a+b)/2减去前磁传感器或后磁传感器的中心值得到车体下方磁条的中点与车体中心点之间的距离d，然后计算横移速度x＝y tanα+d*2.5/cosα，利用x、y的复合速度进行车身姿态调整，实现纠偏，其中y为预设的车体前进速度。
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