CN110568843A - 移动作业设备的控制方法、控制装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种移动作业设备的控制方法、控制装置，其中，控制方法包括：控制移动作业设备运动理论运动距离；周期性获取移动作业设备的实际运动距离；若理论运动距离和实际运动距离的差值的绝对值大于预设的差值距离阈值，则判断移动作业设备是否已停止运动；若移动作业设备已停止运动，则控制移动作业设备运动预设的增量距离。该方法采用离散型闭环控制模式，可以使移动作业设备的底盘在重载或轻载、路况变化等移动工况下均能够实现较为精准的鲁棒运动控制，从而可以为固定在移动底盘上的作业机构提供合适的作业条件，且无需增加上行执行机构和控制设备，降低了移动作业设备控制的复杂性和结构的冗余性。
Description
技术领域
本发明涉及工程机械技术领域，特别涉及一种移动作业设备的控制方法、一种移动作业设备的控制装置、一种电子设备和一种计算机可读存储介质。
背景技术
目前，用于物流、巡检、消防等应用场合的移动作业设备大多采用轮式运动底盘结构，该结构稳定性较好，可承重能力强，但轮式底盘运动易受载重和运行路况等因素影响，对轮式设备停靠位姿精度要求较高的场合，目前绝大部分设备仅通过调节底盘运动很难实现精准位姿调节。为满足相关要求，相关技术中通过增加额外的上行执行机构和控制设备，这会造成移动作业设备设备控制复杂和结构冗余。
并且，当前大多数轮式底盘采用开环速度控制模式，由控制器直接下发运动指令后不再进行跟踪处理，很难按照给定的距离运动到指定的位置，尤其是在重载、微动的情况下，绝大部分设备仅通过调节底盘运动很难实现精准位姿调节。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
为此，本发明的第一个目的在于提出一种移动作业设备的控制方法，方法采用离散型闭环控制模式，可以使移动作业设备的底盘在重载或轻载、路况变化等移动工况下均能够实现较为精准的鲁棒运动控制，从而可以为固定在移动底盘上的作业机构提供合适的作业条件，且无需增加上行执行机构和控制设备，降低了移动作业设备控制的复杂性和结构的冗余性。
本发明的第二个目的在于提出一种移动作业设备的控制装置。
本发明的第三个目的在于提出一种电子设备。
本发明的第四个目的在于提出一种计算机可读存储介质。
为达到上述目的，本发明一方面实施例提出了一种移动作业设备的控制方法，包括：控制所述移动作业设备运动理论运动距离；周期性获取所述移动作业设备的实际运动距离；若所述理论运动距离和所述实际运动距离的差值的绝对值大于预设的差值距离阈值，则判断所述移动作业设备是否已停止运动；若所述移动作业设备已停止运动，则控制所述移动作业设备运动预设的增量距离。
根据本发明实施例的移动作业设备的控制方法，先控制移动作业设备运动理论运动距离，然后周期性获取移动作业设备的实际运动距离，若理论运动距离和实际运动距离的差值的绝对值大于预设的差值距离阈值，则判断移动作业设备是否已停止运动，若移动作业设备已停止运动，则控制移动作业设备运动预设的增量距离。由此，该方法采用离散型闭环控制模式，可以使移动作业设备的底盘在重载或轻载、路况变化等移动工况下均能够实现较为精准的鲁棒运动控制，从而可以为固定在移动底盘上的作业机构提供合适的作业条件，且无需增加上行执行机构和控制设备，降低了移动作业设备控制的复杂性和结构的冗余性。
另外，根据本发明上述实施例提出的移动作业设备的控制方法还可以具有如下附加技术特征：
根据本发明的一个实施例，所述控制所述移动作业设备运动预设的增量距离之后，还包括：继续所述周期性获取所述移动作业设备的实际运动距离步骤。
根据本发明的一个实施例，上述的控制方法还包括：若所述理论运动距离和所述实际运动距离的差值的绝对值等于或者小于所述差值距离阈值，则控制所述移动作业设备停止运动。
根据本发明的一个实施例，上述的控制方法还包括：若所述移动作业设备未停止运动，则继续所述周期性获取所述移动作业设备的实际运动距离步骤。
根据本发明的一个实施例，所述控制所述移动作业设备运动预设的增量距离之后，还包括：延时第一设定时间后，继续所述周期性获取所述移动作业设备的实际运动距离步骤。
根据本发明的一个实施例，上述的控制方法还包括：若控制所述移动作业设备开始运动时刻到当前时刻的时间超过第二设定时间，则控制所述移动作业设备停止运动。
根据本发明的一个实施例，所述判断所述移动作业设备是否已停止运动，包括：根据本次获取的所述实际运动距离和本次之前设定次数获取的所述实际运动距离的差值，判断所述移动作业设备是否已停止运动。
为达到上述目的，本发明第二方面实施例提出了一种移动作业设备的控制装置，包括：第一控制模块，用于控制所述移动作业设备运动理论运动距离；获取模块，用于周期性获取所述移动作业设备的实际运动距离；判断模块，用于若所述理论运动距离和所述实际运动距离的差值的绝对值大于预设的差值距离阈值，则判断所述移动作业设备是否已停止运动；第二控制模块，用于若所述移动作业设备已停止运动，则控制所述移动作业设备运动预设的增量距离。
根据本发明实施例的移动作业设备的控制装置，通过第一控制模块控制移动作业设备运动理论运动距离，获取模块周期性获取移动作业设备的实际运动距离，判断模块在理论运动距离和实际运动距离的差值的绝对值大于预设的差值距离阈值，则判断移动作业设备是否已停止运动，第二控制模块在移动作业设备已停止运动，则控制移动作业设备运动预设的增量距离。该控制装置采用离散型闭环控制模式，可以使移动作业设备的底盘在重载或轻载、路况变化等移动工况下均能够实现较为精准的鲁棒运动控制，从而可以为固定在移动底盘上的作业机构提供合适的作业条件，且无需增加上行执行机构和控制设备，降低了移动作业设备控制的复杂性和结构的冗余性。
为达到上述目的，本发明第三方面实施例提出了一种电子设备，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，所述处理器执行所述程序时，实现本发明第一方面实施例所述的移动作业设备的控制方法。
本发明实施例的电子设备，存储在存储器上的计算机程序被处理器执行时，先控制移动作业设备运动理论运动距离，然后周期性获取移动作业设备的实际运动距离，若理论运动距离和实际运动距离的差值的绝对值大于预设的差值距离阈值，则判断移动作业设备是否已停止运动，若移动作业设备已停止运动，则控制移动作业设备运动预设的增量距离，从而可以使移动作业设备的底盘在重载或轻载、路况变化等移动工况下均能够实现较为精准的鲁棒运动控制，从而可以为固定在移动底盘上的作业机构提供合适的作业条件，且无需增加上行执行机构和控制设备，降低了移动作业设备控制的复杂性和结构的冗余性。
为达到上述目的，本发明第四方面实施例提出了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现本发明第一方面实施例所述的移动作业设备的控制方法。
本发明实施例的计算机可读存储介质，存储在其上的计算机程序被处理器执行时，先控制移动作业设备运动理论运动距离，然后周期性获取移动作业设备的实际运动距离，若理论运动距离和实际运动距离的差值的绝对值大于预设的差值距离阈值，则判断移动作业设备是否已停止运动，若移动作业设备已停止运动，则控制移动作业设备运动预设的增量距离，从而可以使移动作业设备的底盘在重载或轻载、路况变化等移动工况下均能够实现较为精准的鲁棒运动控制，从而可以为固定在移动底盘上的作业机构提供合适的作业条件，且无需增加上行执行机构和控制设备，降低了移动作业设备控制的复杂性和结构的冗余性。
附图说明
本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中，
图1是根据本发明一个实施例的移动作业设备的底盘结构示意图；
图2是根据本发明一个实施例的舵轮的工作原理示意图；
图3是根据本发明一个实施例的移动作业设备的控制方法的流程图；
图4是根据本发明另一个实施例的移动作业设备的控制方法的流程图；
图5是根据本发明一个实施例的移动作业设备的控制装置的方框示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
下面参考附图来描述本发明实施例提出的移动作业设备的控制方法、移动作业设备的控制装置、电子设备和计算机可读存储介质。
移动作业设备可以通过调节底盘运动实现位姿调节，本发明中移动作业设备的底盘结构可参照图1所示，底盘包括舵轮1和移动平台2。舵轮1安装在移动平台2的底部，舵轮1具体安装方式与位置、尺寸大小、数量不限，但限定采用的舵轮1具备转向电机101和驱动电机102以实现全方向移动要求，其中驱动电机102的正反转控制实现舵轮的前进与后退，转向电机101的角度(或位置)控制实现舵轮和移动平台的转向，如图2所示。驱动电机102和转向电机101均由相应的驱动器103分别进行控制，驱动电机102和转向电机101轴端安装有编码器以检测和实现电机的位置反馈。通过协调控制移动平台底部舵轮的速度和转向角度，可实现移动平台整体的平稳、准确、灵活的行驶和转向运动。
下面结合附图3-4描述移动作业设备的控制方法。
图3是根据本发明一个实施例的移动作业设备的控制方法的流程图。如图3所示，该方法包括以下步骤：
S1，控制移动作业设备运动理论运动距离ΔXset。
理论运动距离ΔXset即为需要移动作业设备移动的距离，根据实际情况设定。
S2，周期性获取移动作业设备的实际运动距离ΔS(t)。
具体可通过编码器反馈的电机的位置获取实际运动距离ΔS(t)，获取周期可以为t。
S3-S4，若理论运动距离ΔXset和实际运动距离ΔS(t)的差值的绝对值大于预设的差值距离阈值fmm，则判断移动作业设备是否已停止运动。其中，差值距离阈值fmm可以根据移动作业设备的位姿精度要求进行预设。
进一步而言，判断移动作业设备是否已停止运动，可以包括：根据本次获取的实际运动距离和本次之前设定次数获取的实际运动距离的差值，判断移动作业设备是否已停止运动。
具体地，根据驱动器反馈的实时数据获取多组移动作业设备的实际运动距离ΔS(t)，并对多组移实际运动距离ΔS(t)进行差值判断，若多组数据的差值维持在一个较低值(例如0)，则可认为移动作业设备已经停止运动。
S5，若移动作业设备已停止运动，则控制移动作业设备运动预设的增量距离ΔXmm。其中，ΔXmm代表给定位置指令增量，可以根据实际情况设置为固定或者可变动的参数。
具体地，受摩擦负载、控制参数以及响应速度和稳定性等因素的影响，移动作业设备实际的运动距离ΔS(t)与理论运动距离ΔXset往往存在较大的偏差，难以满足高精度运动控制的要求。为此，本发明中，首先控制移动作业设备运动理论运动距离ΔXset，并根据编码器设置给出合理超时以确保舵轮已经开始运动。每隔t时间获取移动作业设备的实际运动距离ΔS(t)，并对|ΔXset-ΔS(t)|进行判断。如果|ΔXset-ΔS(t)|＞fmm，继续判断移动作业设备是否已停止运动，如果已停止运动，说明移动作业设备未达到合适位置就已经停止运动，为了使移动作业设备实际运动距离ΔS(t)值满足误差要求，移动作业设备停止时以ΔXmm作为位置指令增量，控制移动作业设备继续运动预设的增量距离ΔXmm，使得移动作业设备的实际运动距离ΔS(t)逐渐接近理论运动距离ΔXset，直至满足误差要求。
由此，本发明的移动作业设备的控制方法采用离散型闭环控制模式，可以使移动作业设备的底盘在重载或轻载、路况变化等移动工况下均能够实现较为精准的鲁棒运动控制，从而可以为固定在移动底盘上的作业机构提供合适的作业条件，且无需增加上行执行机构和控制设备，降低了移动作业设备控制的复杂性和结构的冗余性。
根据本发明的一个实施实例，如图4所示，上述的控制方法还可以包括：S6，若理论运动距离ΔXset和实际运动距离ΔS(t)的差值的绝对值等于或者小于差值距离阈值fmm，则控制移动作业设备停止运动。
也就是说，如果|ΔXset-ΔS(t)|≤fmm，说明移动作业设备已达到合适位置，控制移动作业设备停止运动即可。
根据本发明的一个实施实例，如图4所示，控制移动作业设备运动预设的增量距离ΔXmm之后，还包括：继续周期性获取移动作业设备的实际运动距离ΔS(t)步骤(即步骤S2)。
也就是说，如图4所示，判断|ΔXset-ΔS(t)|＞fmm且判断移动作业设备已停止运动，控制移动作业设备继续运动预设的增量距离ΔXmm。一次运动可能无法满足要求，需要继续对|ΔXset-ΔS(t)|进行判断，返回步骤S2，如果移动作业设备未达到合适位置就已经停止运动，则控制移动作业设备继续运动预设的增量距离ΔXmm。如此反复，使移动作业设备的实际运动距离ΔS(t)逐渐接近理论运动距离ΔXset，直至|ΔXset-ΔS(t)|≤fmm，满足误差要求。
根据本发明的一个实施实例，如图4所示，上述的控制方法还可以包括：若移动作业设备未停止运动，则继续周期性获取移动作业设备的实际运动距离步骤ΔS(t)(即步骤S2)。
也就是说，如果|ΔXset-ΔS(t)|＞fmm，继续判断移动作业设备是否已停止运动，如果还未停止运动，说明移动作业设备虽未达到合适位置但还在继续运动，有可能在停止运动前达到合适位置，返回步骤S2，继续对|ΔXset-ΔS(t)|进行判断。
根据本发明的一个实施例，如图4所示，控制移动作业设备运动预设的增量距离ΔXmm(S5)之后，还可以包括：S7，延时第一设定时间t1后，继续周期性获取移动作业设备的实际运动距离ΔS(t)步骤。
具体地，第一设定时间t1代表运动延迟时间，可以根据驱动器的相应延迟进行调整。
根据本发明的一个实施例，如图4所示，上述的控制方法还可以包括：S8，若控制移动作业设备开始运动时刻到当前时刻的时间超过第二设定时间t2，则控制移动作业设备停止运动。其中，第二设定时间t2可以根据实际情况进行预设。
具体地，在移动作业设备工作的过程中，需要实时对移动作业设备进行超时判断，如果移动作业设备的运行时间超过t2，说明移动作业设备超时，控制移动作业设备停止运动，防止移动作业设备一直运动。考虑到实际程序设计，因此图4所示的实施例是将超时判断放在某一节点进行。
根据本发明实施例的移动作业设备的控制方法，先控制移动作业设备运动理论运动距离，然后周期性获取移动作业设备的实际运动距离，若理论运动距离和实际运动距离的差值的绝对值大于预设的差值距离阈值，则判断移动作业设备是否已停止运动，若移动作业设备已停止运动，则控制移动作业设备运动预设的增量距离。由此，该方法采用离散型闭环控制模式，可以使移动作业设备的底盘在重载或轻载、路况变化等移动工况下均能够实现较为精准的鲁棒运动控制，从而可以为固定在移动底盘上的作业机构提供合适的作业条件，且无需增加上行执行机构和控制设备，降低了移动作业设备控制的复杂性和结构的冗余性。
与上述的移动作业设备的控制方法相对应，本发明还提出一种移动作业设备的控制装置。由于本发明的控制装置与上述的控制方法相对应，对于装置实施例中未披露的内容可参照上述的方法实施例，本发明中不再进行赘述。
图5是根据本发明一个实施例的移动作业设备的控制装置的方框示意图。如图5所示，该装置包括：第一控制模块10、获取模块20、判断模块30、第二控制模块40。
其中，第一控制模块10用于控制移动作业设备运动理论运动距离ΔXset；获取模块20用于周期性获取移动作业设备的实际运动距离ΔS(t)；判断模块30用于若理论运动距离ΔXset和实际运动距离ΔS(t)的差值的绝对值大于预设的差值距离阈值fmm，则判断移动作业设备是否已停止运动；第二控制模块40用于若移动作业设备已停止运动，则控制移动作业设备运动预设的增量距离ΔXmm。
根据本发明实施例的移动作业设备的控制装置，通过第一控制模块控制移动作业设备运动理论运动距离，获取模块周期性获取移动作业设备的实际运动距离，判断模块在理论运动距离和实际运动距离的差值的绝对值大于预设的差值距离阈值，则判断移动作业设备是否已停止运动，第二控制模块在移动作业设备已停止运动，则控制移动作业设备运动预设的增量距离。该控制装置采用离散型闭环控制模式，可以使移动作业设备的底盘在重载或轻载、路况变化等移动工况下均能够实现较为精准的鲁棒运动控制，从而可以为固定在移动底盘上的作业机构提供合适的作业条件，且无需增加上行执行机构和控制设备，降低了移动作业设备控制的复杂性和结构的冗余性。
此外，本发明还提出一种电子设备，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，所述处理器执行所述程序时，实现上述的移动作业设备的控制方法。
本发明实施例的电子设备，存储在存储器上的计算机程序被处理器执行时，先控制移动作业设备运动理论运动距离，然后周期性获取移动作业设备的实际运动距离，若理论运动距离和实际运动距离的差值的绝对值大于预设的差值距离阈值，则判断移动作业设备是否已停止运动，若移动作业设备已停止运动，则控制移动作业设备运动预设的增量距离，从而可以使移动作业设备的底盘在重载或轻载、路况变化等移动工况下均能够实现较为精准的鲁棒运动控制，从而可以为固定在移动底盘上的作业机构提供合适的作业条件，且无需增加上行执行机构和控制设备，降低了移动作业设备控制的复杂性和结构的冗余性。
本发明还提出了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述的移动作业设备的控制方法。
本发明实施例的计算机可读存储介质，存储在其上的计算机程序被处理器执行时，先控制移动作业设备运动理论运动距离，然后周期性获取移动作业设备的实际运动距离，若理论运动距离和实际运动距离的差值的绝对值大于预设的差值距离阈值，则判断移动作业设备是否已停止运动，若移动作业设备已停止运动，则控制移动作业设备运动预设的增量距离，从而可以使移动作业设备的底盘在重载或轻载、路况变化等移动工况下均能够实现较为精准的鲁棒运动控制，从而可以为固定在移动底盘上的作业机构提供合适的作业条件，且无需增加上行执行机构和控制设备，降低了移动作业设备控制的复杂性和结构的冗余性。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (10)
1.一种移动作业设备的控制方法，其特征在于，包括：
控制所述移动作业设备运动理论运动距离；
周期性获取所述移动作业设备的实际运动距离；
若所述理论运动距离和所述实际运动距离的差值的绝对值大于预设的差值距离阈值，则判断所述移动作业设备是否已停止运动；
若所述移动作业设备已停止运动，则控制所述移动作业设备运动预设的增量距离。
2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述控制所述移动作业设备运动预设的增量距离之后，还包括：
继续所述周期性获取所述移动作业设备的实际运动距离步骤。
3.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，还包括：
若所述理论运动距离和所述实际运动距离的差值的绝对值等于或者小于所述差值距离阈值，则控制所述移动作业设备停止运动。
4.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，还包括：
若所述移动作业设备未停止运动，则继续所述周期性获取所述移动作业设备的实际运动距离步骤。
5.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述控制所述移动作业设备运动预设的增量距离之后，还包括：
延时第一设定时间后，继续所述周期性获取所述移动作业设备的实际运动距离步骤。
6.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，还包括：
若控制所述移动作业设备开始运动时刻到当前时刻的时间超过第二设定时间，则控制所述移动作业设备停止运动。
7.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述判断所述移动作业设备是否已停止运动，包括：
根据本次获取的所述实际运动距离和本次之前设定次数获取的所述实际运动距离的差值，判断所述移动作业设备是否已停止运动。
8.一种移动作业设备的控制装置，其特征在于，包括：
第一控制模块，用于控制所述移动作业设备运动理论运动距离；
获取模块，用于周期性获取所述移动作业设备的实际运动距离；
判断模块，用于若所述理论运动距离和所述实际运动距离的差值的绝对值大于预设的差值距离阈值，则判断所述移动作业设备是否已停止运动；
第二控制模块，用于若所述移动作业设备已停止运动，则控制所述移动作业设备运动预设的增量距离。
9.一种电子设备，其特征在于，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，所述处理器执行所述程序时，实现如权利要求1-7中任一项所述的移动作业设备的控制方法。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-7中任一项所述的移动作业设备的控制方法。
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