CN109947105A - 一种自动牵引车的调速方法和调速装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种自动牵引车的调速方法和调速装置，应用于控制系统中，控制系统设置在自动牵引车中；调速方法具体包括以下步骤：步骤A1，启动自动牵引车；步骤A2，获取测量范围的跟随对象；步骤A3，根据跟随对象的位置和自动牵引车自身的位置进行处理，以得到自动牵引车和跟随对象之间的行驶距离；步骤A4，根据行驶距离设置对应的行驶速度；步骤A5，根据行驶速度控制自动牵引车跟随跟随对象进行工作，返回步骤A3。本发明的有益效果在于：根据自动牵引车和跟随对象之间的行驶距离来调整自动牵引车的行驶速度，从而实现自动牵引车进行跟随工作的通过起到调整行驶速度，进而使自动牵引车的调速工作更灵活高和安全可靠。

Description

一种自动牵引车的调速方法和调速装置

技术领域

本发明涉及智能机器人技术领域，尤其涉及一种自动牵引车的调速方法和调速装置。

背景技术

随着科学技术的迅速发展，自动牵引车(AutomaticGuidedVehicle，AGV)已经成为了一种完成繁重和单调的物料搬运工作的智能搬运装置。并且自动牵引车凭借自动化程度高、结构简单、工作效率高、可控性强和安全性好等优势，在仓储物流、制造工业、交通运输、电子产业和国防军事等领域都有着重要的地位。

现有技术中自动牵引车采用的导航方式包括电磁导航、磁带导航、惯性导航、激光导航和视觉导航。其中，电磁导航和磁带导航都需要在AGV行驶道路上埋设金属线或贴磁带，实现对AGV的导引，但是导航路径的扩展性和局限性差；而惯性导航是借助陀螺仪和行驶路径上的定位块来实现对AGV的导引，但是该现有技术的制造成本较高；激光导航是借助激光扫描器和激光反射板来实现AGV的导引，但激光束易受环境干扰、设备成本高，不适合大量推广。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，现提供一种旨在使自动牵引车的调速工作更灵活高和安全可靠的自动牵引车的调速方法和调速装置。

具体技术方案如下：

一种自动牵引车的调速方法，其中，应用于控制系统中，控制系统设置在一自动牵引车中；

调速方法具体包括以下步骤：

步骤A1，启动自动牵引车；

步骤A2，获取测量范围的跟随对象；

步骤A3，根据跟随对象的位置和自动牵引车自身的位置进行处理，以得到自动牵引车和跟随对象之间的行驶距离；

步骤A4，根据行驶距离设置对应的行驶速度；

步骤A5，根据行驶速度控制自动牵引车跟随跟随对象进行工作，返回步骤A3。

优选的，自动牵引车的调速方法，在步骤A2中还获取测量范围的所有障碍物。

优选的，自动牵引车的调速方法，其中，在步骤A3的同时还执行以下步骤：

步骤B31，根据自动牵引车自身的位置和每个障碍物的位置进行处理，以得到自动牵引车和每个障碍物之间的障碍物距离；

步骤B32，根据行驶距离和每个障碍物距离得到自动牵引车的防撞角度；

步骤B33，根据防撞角度控制自动牵引车的行驶方向。

优选的，自动牵引车的调速方法，其中，步骤A4具体包括以下步骤：

步骤A41，判断行驶距离是否大于或等于零，并小于或等于第一行驶距离；

若是，自动牵引车停止移动，随后执行步骤A5；

若否，执行步骤A42；

步骤A42，判断行驶距离是否大于第一行驶距离，并小于或等于第二行驶距离；

若是，将行驶速度设置为第一行驶速度，随后执行步骤A5；

若否，执行步骤A43；

步骤A43，判断行驶距离是否大于第二行驶距离，并小于或等于第三行驶距离；

若是，将行驶速度设置为第二行驶速度，随后执行步骤A5；

若否，执行步骤A44；

步骤A44，判断行驶距离是否大于第三行驶距离，并小于或等于第四行驶距离；

若是，将行驶速度设置为第三行驶速度，随后执行步骤A5；

若否，自动牵引车停止移动；

其中，第一行驶距离小于第二行驶距离，第二行驶距离小于第三行驶距离，第三行驶距离小于第四行驶距离。

优选的，自动牵引车的调速方法，其中，步骤A42中的第一行驶速度通过以下公式进行计算：

V₁＝V′₁×(L-L₁)/(L₂-L₁)；

其中，

V₁用于表示第一行驶速度；

V′₁用于表示预设的第一速度参数；

L用于表示行驶距离；

L₁用于表示第一行驶距离；

L₂用于表示第二行驶距离。

优选的，自动牵引车的调速方法，其中，步骤A43中的第二行驶速度通过以下公式进行计算：

V₂＝(V′₂-V′₁)×(L-L₂)/(L₃-L₂)+V′₁；

其中，

V₂用于表示第二行驶速度；

V′₂用于表示预设的第二速度参数；

L₃用于表示第三行驶距离。

优选的，自动牵引车的调速方法，其中，步骤A44中的第三行驶速度通过以下公式进行计算：

V₃＝(V′₃-V′₂)×(L-L₃)/(L₄-L₃)+V′₂；

其中，

V₃用于表示第三行驶速度；

V′₃用于表示预设的第三速度参数；

L₄用于表示第四行驶距离。

还包括一种自动牵引车的调速装置，其中，包括一自动牵引车和控制系统中，控制系统设置在自动牵引车上；

控制系统包括：

获取模块，与自动牵引车连接，用于获取一测量范围的跟随对象；

导航模块，与获取模块连接，根据跟随对象的位置和自动牵引车自身的位置进行处理，以得到自动牵引车和跟随对象之间的行驶距离；

运动模块，与导航模块连接，根据行驶距离设置对应的行驶速度；

跟随模块，分别与获取模块、运动模块连接，根据行驶速度来控制自动牵引车跟随跟随对象进行工作。

优选的，自动牵引车的调速装置，其中，获取模块，还用于获取测量范围的所有障碍物。

优选的，自动牵引车的调速装置，其中，导航模块包括多个行驶距离传感器，每个行驶距离传感器与导航模块连接，用于获取自动牵引车和跟随对象之间的行驶距离；和/或，

每个行驶距离传感器还用于获取自动牵引车和每个障碍物之间的行驶距离。

上述技术方案具有如下优点或有益效果：根据自动牵引车和跟随对象之间的行驶距离来调整自动牵引车的行驶速度，从而实现自动牵引车进行跟随工作的通过起到调整行驶速度，进而使自动牵引车的调速工作更灵活高和安全可靠。

附图说明

参考所附附图，以更加充分的描述本发明的实施例。然而，所附附图仅用于说明和阐述，并不构成对本发明范围的限制。

图1为本发明自动牵引车的调速方法实施例的流程图；

图2为本发明自动牵引车的调速方法实施例步骤三的第二流程图；

图3为本发明自动牵引车的调速方法实施例的步骤A4的流程图；

图4为本发明自动牵引车的调速装置实施例的功能模块图；

图5为本发明自动牵引车的调速装置实施例的侧视图；

图6为本发明自动牵引车的调速装置实施例的俯视图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。

本发明包括一种自动牵引车的调速方法，应用于控制系统中，控制系统设置在自动牵引车1中；

如图1所示，调速方法具体包括以下步骤：

步骤A1，启动自动牵引车1；

步骤A2，获取测量范围的跟随对象；

步骤A3，根据跟随对象的位置和自动牵引车1自身的位置进行处理，以得到自动牵引车1和跟随对象之间的行驶距离；

步骤A4，根据行驶距离设置对应的行驶速度；

步骤A5，根据行驶速度控制自动牵引车1跟随跟随对象进行工作，返回步骤A3。

在上述实施例中，在自动牵引车1进行跟随工作时，可以实时根据自动牵引车1和跟随对象之间的行驶距离来调整自动牵引车1的行驶速度，从而实现实时调整自动牵引车1的行驶速度，并且防止自动牵引车1在跟随工作中与障碍物碰撞，进而使自动牵引车1的调速工作更灵活高和安全可靠。

进一步地，作为优选的实施方式，在步骤A2中还获取测量范围的所有障碍物。

在步骤A3的同时还执行以下步骤：

步骤B31，根据自动牵引车1自身的位置和每个障碍物的位置进行处理，以得到自动牵引车1和每个障碍物之间的障碍物距离；

步骤B32，根据行驶距离和每个障碍物距离得到自动牵引车1的防撞角度；

步骤B33，根据防撞角度控制自动牵引车1的行驶方向。

自动牵引车在跟随过程中不断获取自动牵引车和每个障碍物之间的障碍物距离，并实时根据行驶距离和每个障碍物距离预先得到自动牵引车1的防撞角度，并根据防撞角度来调整自动牵引车1的行驶方向，从而防止自动牵引车在跟随过程中与障碍物或跟随对象进行碰撞，进而使自动牵引车1的防撞工作更灵活高和安全可靠。

进一步地，在上述实施例中，如图3所示，步骤A4具体包括以下步骤：

步骤A41，判断行驶距离是否大于或等于零，并小于或等于第一行驶距离；

若是，自动牵引车1停止移动，随后执行步骤A5；

若否，执行步骤A42；

步骤A42，判断行驶距离是否大于第一行驶距离，并小于或等于第二行驶距离；

若是，将行驶速度设置为第一行驶速度，随后执行步骤A5；

若否，执行步骤A43；

步骤A43，判断行驶距离是否大于第二行驶距离，并小于或等于第三行驶距离；

若是，将行驶速度设置为第二行驶速度，随后执行步骤A5；

若否，执行步骤A44；

步骤A44，判断行驶距离是否大于第三行驶距离，并小于或等于第四行驶距离；

若是，将行驶速度设置为第三行驶速度，随后执行步骤A5；

若否，自动牵引车1停止移动；

其中，第一行驶距离小于第二行驶距离，第二行驶距离小于第三行驶距离，第三行驶距离小于第四行驶距离。

本发明的较佳的实施例中，上述行驶速度的单位均为m/s，下文中不再赘述。

进一步地，作为优选的实施方式，可以将第一行驶距离L₁设置为0.3米；其中，自动牵引车1在正常运行时，自动牵引车1与跟随对象的行驶距离不小于0.3米，当自动牵引车1到达目的地或由于自动牵引车1出现故障，自动牵引车1与跟随对象的行驶距离会小于0.3米，此时自动牵引车1停止移动；

可以将第二行驶距离L₂设置为0.8米；可以将第三行驶距离L₃设置为0.8米；可以将第四行驶距离L₄设置为2.3米；其中，在实施方式中，当自动牵引车1与跟随对象的行驶距离大于第二行驶距离，并小于或等于第三行驶距离时，此时的自动牵引车1与跟随对象之间的行驶距离为跟随操作中的最佳行驶距离。

需要说明的是，第一行驶距离、第二行驶距离、第三行驶距离和第四行驶距离可以根据用户的需求自设定，并不限定与上述的实施方式。

进一步地，在上述实施例中，当自动牵引车1与跟随对象之间的行驶距离大于第一行驶距离，并小于或等于第二行驶距离时，需要延长自动牵引车1与跟随对象之间的行驶距离。

步骤A42中的第一行驶速度通过以下公式进行计算：

V₁＝V′₁×(L-L₁)/(L₂-L₁)； (1)

其中，

V₁用于表示第一行驶速度；

V′₁用于表示预设的第一速度参数；

L用于表示行驶距离；

L₁用于表示第一行驶距离；

L₂用于表示第二行驶距离。

进一步地，作为优选的实施方式，可以将第一行驶距离L₁设置为0.3米；第二行驶距离L₂设置为0.8米，第一速度参数V′₁设置为0.1m/s。

即当自动牵引车1与跟随对象之间的行驶距离大于第一行驶距离，并小于或等于第二行驶距离时，根据上述公式(1)，带入上述已知参数计算得到第一行驶速度V₁＝0.1×(L-0.3)/0.5，从而延长自动牵引车1与跟随对象之间的行驶距离。

进一步地，在上述实施例中，当自动牵引车1与跟随对象的行驶距离大于第二行驶距离，并小于或等于第三行驶距离时，此时的自动牵引车1与跟随对象之间的行驶距离为跟随操作中的最佳行驶距离，需要保持该最佳行驶距离；

步骤A43中的第二行驶速度通过以下公式进行计算：

V₂＝(V′₂-V′₁)×(L-L₂)/(L₃-L₂)+V′₁； (2)

其中，

V₂用于表示第二行驶速度；

V′₂用于表示预设的第二速度参数；

L₃用于表示第三行驶距离。

进一步地，作为优选的实施方式，可以将第二行驶距离L₂设置为0.8米；第三行驶距离L₃设置为1.8米，第一速度参数V′₁设置为0.1m/s，第二速度参数V′₂设置为0.3m/s。

即当自动牵引车1与跟随对象之间的行驶距离大于第二行驶距离，并小于或等于第三行驶距离时，根据上述公式(2)，带入上述已知参数计算得到第二行驶速度V₂＝0.2×(L-0.8)/1，从而保持自动牵引车1与跟随对象之间的行驶距离。

进一步地，在上述实施例中，当自动牵引车1与跟随对象之间的行驶距离大于第三行驶距离，并小于或等于第四行驶距离时，需要缩短自动牵引车1与跟随对象之间的行驶距离。

步骤A44中的第三行驶速度通过以下公式进行计算：

V₃＝(V′₃-V′₂)×(L-L₃)/(L₄-L₃)+V′₂； (3)

其中，

V₃用于表示第三行驶速度；

V′₃用于表示预设的第三速度参数；

L₄用于表示第四行驶距离。

进一步地，作为优选的实施方式，可以将第三行驶距离L₃设置为1.8米；第四行驶距离L₄设置为2.3米，第二速度参数V′₂设置为0.3m/s，第三速度参数V′₃设置为0.5m/s。

即当自动牵引车1与跟随对象之间的行驶距离大于第三行驶距离，并小于或等于第四行驶距离时，根据上述公式(3)，带入上述已知参数计算得到第三行驶速度V₃＝0.2×(L-1.8)/0.5，从而保持自动牵引车1与跟随对象之间的行驶距离。

其中，当自动牵引车1与跟随对象之间的行驶距离大于第四行驶距离时，即跟随对象不在自动牵引车1的测量范围内，因此自动牵引车1停止移动。

需要说明的是，第一速度参数、第二速度参数和第三速度参数可以根据用户的需求自设定，并不仅限定于上述实施方式中。

还包括一种自动牵引车的调速装置，如图4所示，包括自动牵引车1和控制系统中，控制系统设置在自动牵引车1上；

控制系统包括：

获取模块11，与自动牵引车1连接，用于获取测量范围的跟随对象；

导航模块12，与获取模块11连接，根据跟随对象的位置和自动牵引车1自身的位置进行处理，以得到自动牵引车1和跟随对象之间的行驶距离；

运动模块13，与导航模块12连接，根据行驶距离设置对应的行驶速度；

跟随模块14，分别与获取模块11、运动模块13连接，根据行驶速度来控制自动牵引车1跟随跟随对象进行工作。

进一步地，在上述实施例中，控制系统还包括：供电模块15，供电模块15分别与获取模块11、导航模块12、运动模块13、跟随模块14提供电能。

进一步地，在上述实施例中，获取模块11，还用于获取测量范围的所有障碍物。

进一步地，在上述实施例中，每个行驶距离传感器还用于获取自动牵引车1和每个障碍物之间的障碍物距离。

进一步地，下文中以一个具体的实施方式来对上述自动牵引车的调速装置做详细说明，如图5-6所示，上述获取模块11可以通过至少一个双目深度摄像机2来实现，上述导航模块12可以通过工控机9和多个行驶距离传感器来实现，上述运动模块13可以通过运动控制器7、旋转电机5和左右旋转限位器3三者来实现，上述供电模块15可以通过电池4来实现；上述跟随模块14可以通过双通道电机控制器8来实现。

其中上述获取模块11中的每个双目深度摄像机2可以设置在自动牵引车1的前方，也可以在自动牵引车1的四周均设置至少一个双目深度摄像机2；

在本实施方式中，测量范围也可以设置在自动牵引车1的正前方，当跟随对象进行测量范围时，双目深度摄像机2直接获取测量范围地图像，从而使获取图像的过程更加方便，当然测量范围也可以为其他位置，例如自动牵引车1的四周，可以实现在自动牵引车1四周就可以获取跟随对象；如果跟随对象出现在测量范围外，则自动牵引车1处于待机状态，但是双目深度摄像机2持续工作。

上述导航模块12中的工控机9可以设置在自动牵引车1的车尾位置；工控机9可以根据跟随对象和自身的位置获取自动牵引车1和跟随对象之间的行驶距离和防撞角度。

上述运动模块13中的运动控制器7可以设置在靠近自动牵引车1的车头位置处，上述运动控制器7根据自动牵引车1和跟随对象之间的行驶距离设置对应的行驶速度。

上述运动模块13中的旋转电机5和左右旋转限位器3器连接，其中旋转电机5可以设置在自动牵引车1的前轮的前方，左右旋转限位器3器可以设置在自动牵引车1的前轮的后方，上述旋转电机5根据将自动牵引车1行驶方向调整到防撞角度，左右旋转限位器3用于防止旋转电机5将自动牵引车1的行驶方向调整过大。

上述供电模块15中的电池4可以设置在自动牵引车1的底座上。

上述跟随模块14的双通道电机控制器10可以与运动控制器7相邻设置，并设置在运动控制器7的右侧，双通道电机控制器10可以实现通过行驶速度来控制自动牵引车1跟随跟随对象进行工作。

其中控制系统还包括：多个散热风扇8，每个散热风扇8可以设置在自动牵引车的车身内侧，没有散热风扇8用于散热，提高调速装置的使用寿命。

上述导航模块12中的每个行驶距离传感器与导航模块12连接，用于获取自动牵引车1和跟随对象之间的行驶距离；

可以在自动牵引车1的前、后、左、右方向均安装行驶距离传感器，上述行驶距离传感器可以为超声波传感器6，即通过自动牵引车1四周的超声波传感器6检测自动牵引车1与跟随对象之间的行驶距离，以及检测自动牵引车1与每个障碍物之间的障碍物距离，并得到相应的坐标，随后，运动模块13根据上述坐标调整自动牵引车1的行驶速度和防撞角度，从而实时调整自动牵引车1的行驶速度和行驶方向，进而使自动牵引车1的调速和防撞工作更灵活高和安全可靠。

其中，行驶距离传感器还可以为红外光传感器、激光传感器等可以用于测量行驶距离和障碍物距离的行驶距离传感器。

以上仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种自动牵引车的调速方法，其特征在于，应用于控制系统中，所述控制系统设置在一自动牵引车中；

所述调速方法具体包括以下步骤：

步骤A1，启动所述自动牵引车；

步骤A2，获取一测量范围的跟随对象；

步骤A3，根据所述跟随对象的位置和所述自动牵引车自身的位置进行处理，以得到所述自动牵引车和所述跟随对象之间的行驶距离；

步骤A4，根据所述行驶距离设置对应的行驶速度；

步骤A5，根据所述行驶速度控制所述自动牵引车跟随所述跟随对象进行工作，返回步骤A3。

2.如权利要求1所述的自动牵引车的调速方法，其特征在于，在所述步骤A2中还获取所述测量范围的所有障碍物。

3.如权利要求2所述的自动牵引车的调速方法，其特征在于，在所述步骤A3的同时还执行以下步骤：

步骤B31，根据所述自动牵引车自身的位置和每个所述障碍物的位置进行处理，以得到所述自动牵引车和每个所述障碍物之间的障碍物距离；

步骤B32，根据所述行驶距离和每个所述障碍物距离得到所述自动牵引车的防撞角度；

步骤B33，根据所述防撞角度控制所述自动牵引车的行驶方向。

4.如权利要求1所述的自动牵引车的调速方法，其特征在于，所述步骤A4具体包括以下步骤：

步骤A41，判断所述行驶距离是否大于或等于零，并小于或等于第一行驶距离；

若是，所述自动牵引车停止移动，随后执行步骤A5；

若否，执行步骤A42；

步骤A42，判断所述行驶距离是否大于第一行驶距离，并小于或等于第二行驶距离；

若是，将所述行驶速度设置为第一行驶速度，随后执行步骤A5；

若否，执行步骤A43；

步骤A43，判断所述行驶距离是否大于所述第二行驶距离，并小于或等于第三行驶距离；

若是，将所述行驶速度设置为第二行驶速度，随后执行步骤A5；

若否，执行步骤A44；

步骤A44，判断所述行驶距离是否大于所述第三行驶距离，并小于或等于第四行驶距离；

若是，将所述行驶速度设置为第三行驶速度，随后执行步骤A5；

若否，所述自动牵引车停止移动；

其中，所述第一行驶距离小于所述第二行驶距离，所述第二行驶距离小于所述第三行驶距离，所述第三行驶距离小于所述第四行驶距离。

5.如权利要求4所述的自动牵引车的调速方法，其特征在于，所述步骤A42中的所述第一行驶速度通过以下公式进行计算：

V₁＝V₁′×(L-L₁)/(L₂-L₁)；

其中，

V₁用于表示所述第一行驶速度；

V₁′用于表示预设的第一速度参数；

L用于表示所述行驶距离；

L₁用于表示所述第一行驶距离；

L₂用于表示所述第二行驶距离。

6.如权利要求4所述的自动牵引车的调速方法，其特征在于，所述步骤A43中的所述第二行驶速度通过以下公式进行计算：

V₂＝(V₂′-V₁′)×(L-L₂)/(L₃-L₂)+V₁′；

其中，

V₂用于表示所述第二行驶速度；

V₂′用于表示预设的第二速度参数；

L₃用于表示所述第三行驶距离。

7.如权利要求4所述的自动牵引车的调速方法，其特征在于，所述步骤A44中的所述第三行驶速度通过以下公式进行计算：

V₃＝(V₃′-V₂′)×(L-L₃)/(L₄-L₃)+V₂′；

其中，

V₃用于表示所述第三行驶速度；

V₃′用于表示预设的第三速度参数；

L₄用于表示所述第四行驶距离。

8.一种自动牵引车的调速装置，其特征在于，包括一自动牵引车和控制系统中，所述控制系统设置在所述自动牵引车上；

所述控制系统包括：

获取模块，与所述自动牵引车连接，用于获取一测量范围的跟随对象；

导航模块，与所述获取模块连接，根据所述跟随对象的位置和所述自动牵引车自身的位置进行处理，以得到所述自动牵引车和所述跟随对象之间的行驶距离；

运动模块，与所述导航模块连接，根据所述行驶距离设置对应的行驶速度；

跟随模块，分别与所述获取模块、所述运动模块连接，根据所述行驶速度来控制所述自动牵引车跟随所述跟随对象进行工作。

9.如权利要求8所述的自动牵引车的调速装置，其特征在于，所述获取模块，还用于获取所述测量范围的所有障碍物。

10.如权利要求9所述的自动牵引车的调速装置，其特征在于，所述导航模块包括多个行驶距离传感器，每个所述行驶距离传感器与所述导航模块连接，用于获取所述自动牵引车和所述跟随对象之间的行驶距离；和/或，

每个所述行驶距离传感器还用于获取所述自动牵引车和每个所述障碍物之间的障碍物距离。