CN107678431A - 单舵机控制方法、装置及计算机可读存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种单舵机控制方法，包括：在启动自动导引运输车后，实时获取所述自动导引运输车的当前轨道偏移值及当前车速，并以所述车速计算对应的比例系数；以所述轨道偏移值及所述比例系数计算舵机转速值；采用计算到的所述舵机转速值实时调整所述自动导引运输车的舵机转速，以调整所述自动导引运输车的运行轨迹。本发明还公开了一种单舵机控制装置及计算机可读存储介质。本发明通过计算到的轨道偏移数值按比例系数放大后作为舵机转速控制舵机的运转，以调整自动导引运输车的运行轨迹避免偏移磁条轨道，实现了自动调整自动导引运输车的运行轨迹，提高运行效率的有益效果。
Description
技术领域
本发明涉及单舵机控制领域，尤其涉及一种单舵机控制方法、装置及计算机可读存储介质。
背景技术
随着自动化生产和智能制造理念日益受到制造企业的重视，物流自动化技术也在向高速化、智能化、柔性化的方向发展。作为融合了控制、通讯、显示、搬运等功能综合体的自动导引运输车(Automated Guided Vehicles,简称AGV)，在现代制造和物流行业亟待降低成本、提高效率、柔性智能的背景下得到了飞速的发展，并在汽车装配、电子、邮局、码头、机场、餐厅等场合发挥着举足轻重的作用。根据现有技术采用人工搬运、举升汽车电池存在的效率低、劳动强度大、安全性不高等问题，设计了一种用于托举大型工件的单举升自动导引运输车(AGV)，利用该自动导引运输车(AGV)取代人工搬运和举升电池，从而降低了工人的劳动强度，提高了装配的难度和效率，生产的安全和质量也得到了更大的保障。而单举升自动导引运输车(AGV)在运行过程中，由于车速及磁循迹传感器的误差等问题，会造成偏离磁条运行轨道，造成运行任务出现误差。
上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种单舵机控制方法，旨在解决自动导引运输车执行运行任务时偏离磁条运行轨道的技术问题。
为实现上述目的，本发明提供一种单舵机控制方法，包括以下内容：
在启动自动导引运输车后，实时获取所述自动导引运输车的当前轨道偏移值及当前车速，并以所述车速计算对应的比例系数；
以所述轨道偏移值及所述比例系数计算舵机转速值；
采用计算到的所述舵机转速值实时调整所述自动导引运输车的舵机转速，以调整所述自动导引运输车的运行轨迹。
优选地，所述实时获取所述自动导引运输车的当前轨道偏移值及当前车速的步骤，还包括：
根据接收到的磁循迹传感器的信号，确认所述磁循迹传感器的接通点数；
以所述接通点数及所述车速获取对应的预设模糊偏移值；
根据所述接通点数及所述预设模糊偏移值计算所述自动导引运输车的当前轨道偏移值。
优选地，所述根据所述接通点数及所述预设模糊偏移值计算所述自动导引运输车的当前轨道偏移值的步骤，还包括：
根据所述接通点数及所述预设模糊偏移值计算当前的总偏移数值，并以所述总偏移数值除以所述接通点数，得到所述自动导引运输车的当前轨道偏移值。
优选地，所述以所述车速实时计算对应的比例系数的步骤，还包括：
提取预设实验记录值，以获取到的所述车速及预设实验记录值进行所述自动导引运输车的拟合操作；
根据所述拟合操作的操作结果计算所述比例系数。
优选地，所述启动自动导引运输车后的步骤之前，还包括：
根据接收到所述自动导引运输车的启动指令，判断所述自动导引运输车是否满足启动条件；
在确认所述自动导引运输车不满足启动条件时，根据所述启动条件调整所述自动导引运输车的控制参数，并重新启动所述自动导引运输车。
此外，为实现上述目的，本发明还提供一种单舵机控制装置，所述单舵机控制装置包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如上所述单舵机控制方法的步骤。
为实现上述目的，本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有单舵机控制程序，所述单舵机控制程序被处理器执行时实现如上所述单舵机控制方法的步骤。
本发明实施例提出的一种单舵机控制方法，通过在启动自动导引运输车后，实时获取所述自动导引运输车的当前轨道偏移值及当前车速，并以所述车速计算对应的比例系数；以所述轨道偏移值及所述比例系数计算舵机转速值；采用计算到的所述舵机转速值实时调整所述自动导引运输车的舵机转速，以调整所述自动导引运输车的运行轨迹。通过计算到的舵机转速调整舵机的速度进而调整自动导引运输车的运行轨迹，实现了追踪磁条运行轨道避免偏移磁条轨道的有益效果。
附图说明
图1是本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的终端\装置结构示意图；
图2为本发明单舵机控制方法第一实施例的流程示意图；
图3为图2中步骤S10的细化步骤示意图；
图4为本发明单舵机控制方法第二实施例的流程示意图；
图5为磁循迹传感器划分示意图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例的主要解决方案是：在启动自动导引运输车后，实时获取所述自动导引运输车的当前轨道偏移值及当前车速，并以所述车速计算对应的比例系数；以所述轨道偏移值及所述比例系数计算舵机转速值；采用计算到的所述舵机转速值实时调整所述自动导引运输车的舵机转速，以调整所述自动导引运输车的运行轨迹。
由于现有技术的单举升自动导引运输车在执行运行任务时，由于车速或者其他客观因素会造成的轨道偏移问题。
本发明提供一种解决方案，通过获取到的当前偏移数值进行比例系数的放大处理后作为舵机最佳转速，并以所述舵机最佳转速控制舵机运转，以所述舵机运转的速度变化调整校正当前偏移轨道的单举升自动导引运输车的运行轨迹，实现了调整自动导引运输车的有益效果。
如图1所示，图1是本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的终端结构示意图。
本发明实施例终端可以是PC，也可以是智能手机、平板电脑、便携计算机等具有数据计算功能的可移动式终端设备。
如图1所示，该终端可以包括：处理器1001，例如CPU，网络接口1004，用户接口1003，存储器1005，通信总线1002。其中，通信总线1002用于实现这些组件之间的连接通信。用户接口1003可以包括显示屏(Display)、输入单元比如键盘(Keyboard)，可选用户接口1003还可以包括标准的有线接口、无线接口。网络接口1004可选的可以包括标准的有线接口、无线接口(如WI-FI接口)。存储器1005可以是高速RAM存储器，也可以是稳定的存储器(non-volatile memory)，例如磁盘存储器。存储器1005可选的还可以是独立于前述处理器1001的存储装置。
本领域技术人员可以理解，图1中示出的终端结构并不构成对终端的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
如图1所示，作为一种计算机存储介质的存储器1005中可以包括操作系统、网络通信模块、用户接口模块以及单舵机控制程序。
在图1所示的终端中，网络接口1004主要用于连接后台服务器，与后台服务器进行数据通信；用户接口1003主要用于连接客户端(用户端)，与客户端进行数据通信；而处理器1001可以用于调用存储器1005中存储的单舵机控制程序，并执行以下操作：
在启动自动导引运输车后，实时获取所述自动导引运输车的当前轨道偏移值及当前车速，并以所述车速计算对应的比例系数；
以所述轨道偏移值及所述比例系数计算舵机转速值；
采用计算到的所述舵机转速值实时调整所述自动导引运输车的舵机转速，以调整所述自动导引运输车的运行轨迹。
进一步地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的单舵机控制程序，还执行以下操作：
根据接收到的磁循迹传感器的信号，确认所述磁循迹传感器的接通点数；
以所述接通点数及所述车速获取对应的预设模糊偏移值；
根据所述接通点数及所述预设模糊偏移值计算所述自动导引运输车的当前轨道偏移值。
进一步地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的单舵机控制程序，还执行以下操作：
根据所述接通点数及所述预设模糊偏移值计算当前的总偏移数值，并以所述总偏移数值除以所述接通点数，得到所述自动导引运输车的当前轨道偏移值。
进一步地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的单舵机控制程序，还执行以下操作：
提取预设实验记录值，以获取到的所述车速及预设实验记录值进行所述自动导引运输车的拟合操作；
根据所述拟合操作的操作结果计算所述比例系数。
进一步地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的单舵机控制程序，还执行以下操作：
根据接收到所述自动导引运输车的启动指令，判断所述自动导引运输车是否满足启动条件；
在确认所述自动导引运输车不满足启动条件时，根据所述启动条件调整所述自动导引运输车的控制参数，并重新启动所述自动导引运输车。在确认所述自动导引运输车满足启动条件后，启动所述自动导引运输车。
参照图2，图2为本发明单舵机控制方法第一实施例的流程示意图，所述单舵机控制方法包括：
步骤S10，在启动自动导引运输车后，实时获取所述自动导引运输车的当前轨道偏移值及当前车速，并以所述车速计算对应的比例系数；
在启动目标自动导引运输车后，根据所述自动导引运输车的当前运行轨迹及运行任务，获取所述自动导引运输车基于所述当前运行轨迹及运行任务的当前轨道偏移值及所述自动导引运输车的当前车速；其中，所述轨道偏移数值为置于所述自动导引运输车上的各磁循迹传感器获取到的所述运行轨道对应地面磁条轨道的预设循迹采样点采集到的信号，通过预设公式计算到的对应轨道偏移数值，定义为Err(t)；所述自动导引运输车的当前车速，通过所述自动导引运输车的车速检测装置获取得到。另，所述比例系数，定义为K(t)，根据所述自动导引运输车的车速，计算到的所述根据所述轨道偏移数值计算对应舵机转速值的比例参数。
其中，所述以所述车速实时计算对应的比例系数的步骤，还包括：
提取预设实验记录值，以获取到的所述车速及预设实验记录值进行所述自动导引运输车的拟合操作；
根据所述拟合操作的操作结果计算所述比例系数。
在已计算到的当前轨道偏移值后，根据所述自动导引运输车的当前车速v(t)，对所述当前轨道偏移值按当前车速计算到的比例系数放大处理后作为所述舵机转速输出至所述自动导引运输车的舵机控制处，以控制所述自动导引运输车的舵机转速，继而实现调整所述自动导引运输车的运行轨迹的有益效果。因所述车速不停变化，似的计算到的所述比例系数也不断变化。而所述比例系数，通过设计动态调节器计算得到。所述动态调节器的设计基本思想是当所述自动导引运输车行驶速度较小时，通过动态调节器增大所述比例系数，使所述自动导引运输车快速回归目标轨迹；而当行驶速度较大时，逐渐减少所述比例系数，以使所述自动导引运输车回归目标轨迹的速度降低。所述动态调节器定义为k(t)，其中所述动态调节器k(t)的数学模型通过“最小二乘拟合”的方法计算得到，包括最小二乘法及拟合操作。所述最小二乘法通常有指数、对数、线性、多项式、幕函数拟合等方式。考虑到电机响应特性、磁循迹传感器干扰等因素，动态调节器k(t)的选择不能简单地线性变化，也不能像指数方式那样爆破式增减，因此，动态调节器k(t)的模型以二次多项式为基础，其建立的动态调节器k(t)的数学模型为：
K(t)＝f(x)＝Ax2+Bx+C；
另，在根据所述数据模型计算比例系数时，需通过拟合操作计算所述A、B、C的数值，所述拟合操作按照偏差平方和最小原则，即为：
其中f(xi)为拟合值，yi为实验记录得值；|δi|＝|f(xi)-yi|为数据点的残差，拟合的过程的最优解就是使上述偏差的平方和最小。
如上所述，根据计算到的所述轨道偏移数值及比例系数，计算到的舵机转速值为：
步骤S20，以所述轨道偏移值及所述比例系数计算舵机转速值；
基于已获取到的所述自动导引运输车在运行中的轨道偏移数值及对应比例系数。将获取到的所述轨道偏移数值乘以所述比例系数作为所述自动导引运输车的最终舵机转速输出值，定义为QW(t)，即计算公式QW(t)＝Err(t)*K(t)。所述舵机转速，为确定所述自动导引运输车的运行轨迹方向的数值，主要表现在舵机的运转上。其舵机为所述自动导引运输车的导航部件，通过运转舵机实现所述自动导引运输车的运行方向。
步骤S30，采用计算到的所述舵机转速值实时调整所述自动导引运输车的舵机转速，以调整所述自动导引运输车的运行轨迹。
根据计算到的所述舵机转速值，将所述舵机转速值输出至所述自动导引运输车的舵机控制中心，用以控制所述舵机的转速与所述舵机转速值相等，以此调整所述自动导引运输车的运行轨迹，纠正所述自动导引运输车与磁条轨道的偏移情况。在实际运用中，因所述自动导引运输车在不停运行过程中，通过舵机转速实现所述自动导引运输车运行轨迹的方向，则计算所述舵机转速值也是实时的操作，即根据获取到的所述轨道偏移数值及比例系数，实时计算所述舵机转速值并输出至所述舵机的控制中心，用以调整所述舵机的转速，实现与磁条轨道的循迹运行。
在本实施例中，通过获取到的自动导引运输车的轨道偏移数值及比例系数，对应计算所述自动导引运输车的舵机转速，以所述舵机转速控制所述自动导引运输车的舵机运转，实现所述自动导引运输车运行轨迹的方向调整，减少所述自动导引运输车与磁条轨道的运行偏移，提高自动导引运输车的运行效率。
参照图3，图3为图2中步骤S10的细化步骤示意图，所述实时获取所述自动导引运输车的当前轨道偏移值及当前车速的步骤，还包括：
步骤S11，根据接收到的磁循迹传感器的信号，确认所述磁循迹传感器的接通点数；
步骤S12，以所述接通点数及所述车速获取对应的预设模糊偏移值；
步骤S13，根据所述接通点数及所述预设模糊偏移值计算所述自动导引运输车的当前轨道偏移值。
,接收置于所述自动导引运输车上磁循迹传感器的接通数量，所述接通数量来自所述自动导引运输车在运行过程中，磁循迹传感器基于磁条轨道中的循迹采样点所能接收到信号的磁循迹传感器的数量，即在自动导引运输车运行时，同一时间接收到信号的磁循迹传感器的数量。所述磁循迹传感器置于所述自动导引运输车上，相互之间的距离为10mm，共16个。在确认所述磁循迹传感器的接通数量之前，定义所述磁条轨道的磁循迹的循迹采样点划分为左右对称等分，可参考图5，图5为磁循迹传感器划分示意图，并获取所述自动导引运输车的车速及测量到的与所述循迹采样点中心的偏移距离，以所述车速及偏移距离在预设数据表中查找基于所述车速及偏移距离的预设模糊偏移量，所述预设模糊偏移量定义为P(i)。并根据当前接收到的所述磁循迹传感器接通情况，计算所述磁循迹传感器的接通数量。以所述预设模糊偏移量及所述磁循迹传感器的接通数量，计算所述自动导引运输车的总偏移数值，所述总偏移数值定义为Psum(t)，其中，另外，在所述磁循迹传感器的接通数量的计算方式中，确认接通的磁循迹传感器为1，未接通的磁循迹传感器为0，根据传输的磁循迹传感器的数值，计算所述磁循迹传感器每个时刻所接通的点数，定义为Ssum(t)，其(S(i)＝0或1)。如上所述，根据计算到的所述总偏移数值Psum(t)及确认接通的所述磁循迹传感器的点数Ssum(t)，计算所述自动导引运输车的当前轨道偏移值Err(t)，即根据所述接通点数及所述预设模糊偏移值计算当前的总偏移数值，并以所述总偏移数值除以所述接通点数，得到所述自动导引运输车的当前轨道偏移值，如此所述Err(t)的算法为：
进一步的，参照图4，图4为本发明单舵机控制方法第二实施例的流程示意图，基于上述图2所示的第一实施例，所述启动自动导引运输车后的步骤之前，还包括：
步骤S40，根据接收到所述自动导引运输车的启动指令，判断所述自动导引运输车是否满足启动条件；
基于当前有运行任务的自动导引运输车，在接收到所述自动导引运输车的启动指令时，基于所述自动导引运输车的开机自动系统初始化及系统自检结果，与对应的中控电脑及HMI数据交互的结果，确认所述自动导引运输车是否满足启动条件。所述启动条件，为所述自动导引运输车的安全作业基准，定义在所述自动导引运输车的启动系统内，不同型号、工作任务的自动导引运输车，对应的启动条件各不相同，由相关的自动导引运输车的技术管理人员设定。
步骤S50，在确认所述自动导引运输车不满足启动条件时，根据所述启动条件调整所述自动导引运输车的控制参数，并重新启动所述自动导引运输车。
根据所述系统自检结果及数据交互结果，在确认所述自动导引运输车的当前情况不满足启动条件时，检查所述自动导引运输车的对应显示屏幕上显示的启动障碍依次排查，其排查操作及步骤与对应的启动障碍相关。并在所述启动障碍排查完毕后，确认所述自动导引运输车满足启动条件，启动所述自动导引运输车。
本实施例中，在启动自动导引运输车时，根据所述自动导引运输车的对应启动条件，排查对应的启动障碍后启动所述自动导引运输车，提高了所述自动导引运输车安全作业的几率。
此外，本发明实施例还提出一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有单舵机控制程序，所述单舵机控制程序被处理器执行时实现如下操作：
在启动自动导引运输车后，实时获取所述自动导引运输车的当前轨道偏移值及当前车速，并以所述车速计算对应的比例系数；
以所述轨道偏移值及所述比例系数计算舵机转速值；
采用计算到的所述舵机转速值实时调整所述自动导引运输车的舵机转速，以调整所述自动导引运输车的运行轨迹。
进一步地，所述单舵机控制程序被处理器执行时还实现如下操作：
根据接收到的磁循迹传感器的信号，确认所述磁循迹传感器的接通点数；
以所述接通点数及所述车速获取对应的预设模糊偏移值；
根据所述接通点数及所述预设模糊偏移值计算所述自动导引运输车的当前轨道偏移值。
进一步地，所述单舵机控制程序被处理器执行时还实现如下操作：
根据所述接通点数及所述预设模糊偏移值计算当前的总偏移数值，并以所述总偏移数值除以所述接通点数，得到所述自动导引运输车的当前轨道偏移值。
进一步地，所述单舵机控制程序被处理器执行时还实现如下操作：
提取预设实验记录值，以获取到的所述车速及预设实验记录值进行所述自动导引运输车的拟合操作；
根据所述拟合操作的操作结果计算所述比例系数。
进一步地，所述单舵机控制程序被处理器执行时还实现如下操作：
根据接收到所述自动导引运输车的启动指令，判断所述自动导引运输车是否满足启动条件；
在确认所述自动导引运输车不满足启动条件时，根据所述启动条件调整所述自动导引运输车的控制参数，并重新启动所述自动导引运输车。
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、物品或者系统不仅包括那些要素，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、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在如上所述的一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (7)
1.一种单舵机控制方法，其特征在于，所述单舵机控制包括以下步骤：
在启动自动导引运输车后，实时获取所述自动导引运输车的当前轨道偏移值及当前车速，并以所述车速计算对应的比例系数；
以所述轨道偏移值及所述比例系数计算舵机转速值；
采用计算到的所述舵机转速值实时调整所述自动导引运输车的舵机转速，以调整所述自动导引运输车的运行轨迹。
2.如权利要求1所述的单舵机控制方法，其特征在于，所述实时获取所述自动导引运输车的当前轨道偏移值及当前车速的步骤，还包括：
根据接收到的磁循迹传感器的信号，确认所述磁循迹传感器的接通点数；
以所述接通点数及所述车速获取对应的预设模糊偏移值；
根据所述接通点数及所述预设模糊偏移值计算所述自动导引运输车的当前轨道偏移值。
3.如权利要求2所述的单舵机控制方法，其特征在于，所述根据所述接通点数及所述预设模糊偏移值计算所述自动导引运输车的当前轨道偏移值的步骤，还包括：
根据所述接通点数及所述预设模糊偏移值计算当前的总偏移数值，并以所述总偏移数值除以所述接通点数，得到所述自动导引运输车的当前轨道偏移值。
4.如权利要求1所述的单舵机控制方法，其特征在于，所述以所述车速实时计算对应的比例系数的步骤，还包括：
提取预设实验记录值，以获取到的所述车速及预设实验记录值进行所述自动导引运输车的拟合操作；
根据所述拟合操作的操作结果计算所述比例系数。
5.如权利要求1所述的单舵机控制方法，其特征在于，所述启动自动导引运输车后的步骤之前，还包括：
根据接收到所述自动导引运输车的启动指令，判断所述自动导引运输车是否满足启动条件；
在确认所述自动导引运输车不满足启动条件时，根据所述启动条件调整所述自动导引运输车的控制参数，并重新启动所述自动导引运输车。
6.一种单舵机控制装置，其特征在于，所述单舵机控制装置包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如权利要求1至5中任一项所述单舵机控制方法的步骤。
7.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有单舵机控制程序，所述单舵机控制程序被处理器执行时实现如权利要求1至5中任一项所述单舵机控制方法的步骤。
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