CN110764502A - 一种控制磁导引多舵轮平台移动的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种控制磁导引多舵轮平台移动的方法，包括以下步骤，录入平台底部的若干个驱动舵轮和位于平台底部四周的四个磁传感器的位置信息；建立平台移动直角坐标系和确立X轴和Y轴的方向；根据平台运动方向上的前后两个磁传感器所检测的位置信息，得出两组磁条位置偏差数据；选取两个驱动舵轮作为主动驱动舵轮；根据主动驱动舵轮的位置信息、磁条位置偏差数据生成运动参数，两个主动驱动舵轮根据对应运动参数运动。本发明的一种控制磁导引多舵轮平台移动的方法，能精准协调控制各个驱动舵轮的角度和速度，从而使平台稳定地循迹运动。

Description

一种控制磁导引多舵轮平台移动的方法

技术领域

本发明涉及AGV装置领域，尤其是指一种控制磁导引多舵轮平台移动的方法。

背景技术

磁导引AGV设备是一种能沿着预先设置的磁条导轨移动的物料运输设备。其中，采用舵轮驱动是当前磁导引AGV设备广泛采用的一种驱动方式，舵轮驱动磁导引AGV设备的底部设置有舵轮和从动轮，其中舵轮用于驱动车体移动，从动轮用于支撑车体，由于单个舵轮的额定负载能力和额定驱动能力有限，当需要搬运的物料重量较重，超过单个舵轮的额定运输能力时，AGV设备将难以移动运输物料，导致生产任务难以进行，因此，为了提高AGV设备的负载能力，生产人员需要在AGV设备上安装三个或以上的舵轮，但AGV设备上设置的舵轮数量增加后，多个舵轮同时驱动车体移动时，容易造成车体在多个方向上同时受力，导致AGV设备容易偏离磁条脱轨，甚至对AGV设备造成损坏，因此，如何控制各个驱动舵轮的角度和速度，从而使AGV设备精准沿着预先设置的磁条导轨移动成为亟需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种控制磁导引多舵轮平台移动的方法，能精准协调控制各个驱动舵轮的角度和速度，从而使平台稳定地循迹运动。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种控制磁导引多舵轮平台移动的方法，包括以下步骤：

(1)录入平台底部的若干个驱动舵轮和位于平台底部四周的四个磁传感器的位置信息；

(2)根据四个磁传感器的位置信息建立平台移动直角坐标系；

(3)根据平台当前运动方向，确立平台移动直角坐标系X轴和Y轴的方向；

(4)根据所述平台运动方向上的前后两个磁传感器所检测的磁条位置信息，结合平台移动直角坐标系，得出两组磁条位置偏差数据C1和C2；

(5)根据平台移动直角坐标系、平台当前运动方向和两个磁传感器的位置信息，选取两个驱动舵轮作为主动驱动舵轮；

(6)根据主动驱动舵轮的位置信息、磁条位置偏差数据C1、C2生成运动参数Dn，两个主动驱动舵轮根据对应运动参数Dn运动；

(7)每T秒循环一次步骤(3)至(6)。

与现有技术相比，本发明的一种控制磁导引多舵轮平台移动的方法,针对设有多个驱动舵轮的移动平台，根据传感装置和直角坐标系的数据从多个驱动舵轮中选取主动驱动舵轮，并根据磁条位置偏差数据生成主动驱动舵轮的运动参数，通过控制两个主动驱动舵轮的运动状态驱动平台运动，兼容性强，从而在提高AGV设备的载重能力的同时使AGV设备能稳定地遵循磁条导轨的铺设轨迹移动，拓宽适用本控制方案的AGV设备的应用领域。

优选的，所述四个磁传感器包括前端磁传感器B1、后端磁传感器B2、左侧磁传感器B3和右侧磁传感器B4；磁传感器B1和磁传感器B2位于同一直线N1上，磁传感器B3和磁传感器B4位于同一直线N2上；所述直线N1和直线N2的交点为平台移动直角坐标系的原点；平台移动直角坐标系的X轴与直线N1重合，Y轴与直线N2重合；或者，平台移动直角坐标系的X轴与直线N2重合，Y轴与直线N1重合。

上述设置方式能简化平台移动直角坐标系的建立步骤，提高运算速度，从而缩短建立平台移动直角坐标系的所需的时间，同时便于根据各车轮的位置信息，在平台移动直角坐标系内生成各车轮的坐标。

优选的，步骤(3)中，确立平台移动直角坐标系X轴和Y轴的方向的步骤为：

若平台向平台前端或后端移动，则X轴指向直线N1沿平台前端延伸的方向，Y轴指向直线N2沿平台左端延伸的方向；

若平台向平台左端或右端移动，则X轴指向直线N2沿平台左端延伸的方向，Y轴指向直线N1沿平台后端延伸的方向。

上述设置方式中，X轴和Y轴的方向指向只存在两种情况，从而能简化平台移动直角坐标系的数据处理，且这种设置方式能使平台移动直角坐标系的X轴始终指向平台当前运动方向的前端，从而保持各车轮的位置坐标相对保持不变，减少选取主动驱动舵轮时需要附加的判断条件，或者，各车轮的位置坐标在X轴、Y轴指向方向转变时能快速转换，提高运算处理速度。

优选的，步骤(4)中，抓取用于检测位置信息的磁传感器的过程为：

若平台向平台前端或后端移动，则磁传感器B1和磁传感器B2作为检测位置信息的磁传感器；

若平台向平台左端或右端移动，则磁传感器B3和磁传感器B4作为检测位置信息的磁传感器。

上述设置方式中，只需要判断平台的移动方向，即可确定需要抓取的作为检测位置信息的磁传感器，从而简化流程，缩短运算时间，降低运算负载。

优选的，磁条位置偏差数据的获取方法：

若磁传感器B1和磁传感器B2作为检测位置信息的磁传感器，则磁条位置偏差数据C1为磁传感器B1中部与磁条宽度中心的偏差距离e_F，磁条位置偏差数据C2为磁传感器B2中部与磁条宽度中心的偏差距离e_B；

若磁传感器B3和磁传感器B4作为检测位置信息的磁传感器，则磁条位置偏差数据C1为磁传感器B3中部与磁条宽度中心的偏差距离e_L，磁条位置偏差数据C2为磁传感器B4中部与磁条宽度中心的偏差距离e_R；

位于平台底部的磁条中心位于用于检测位置信息的两个磁传感器中心连线的右侧时，磁条位置偏差数据C1、磁条位置偏差数据C2取正值；位于平台底部的磁条中心位于用于检测位置信息的两个磁传感器中心连线的左侧时，磁条位置偏差数据C1、磁条位置偏差数据C2取负值。

上述磁条位置偏差数据的获取方法，能确保平台向不同方向运动时，位于同一直线上的两个磁传感器作为检测位置信息的磁传感器，分别测定平台两个端部与磁条的位置的偏差，便于后续使用两组磁条位置偏差数据独立调整两个主动驱动舵轮，从而确保两个磁传感器的中心始终接近磁条中心，使平台中心保持靠近磁条中心，实现平台沿着磁条铺设轨迹移动。

优选的，步骤(5)中，选取主动驱动舵轮的过程为：

(a)读取所有驱动舵轮的坐标数据，进入步骤(b)；

(b)选取X轴坐标数值最大的驱动舵轮：若仅有单个驱动舵轮符合条件，则其为第一主动驱动舵轮，进入步骤(c)；若多个驱动舵轮符合条件，则选择Y轴坐标数值绝对值最小的驱动舵轮为第一主动驱动舵轮；若多个驱动舵轮的Y轴坐标数值绝对值相同，则随机选取其中一个驱动舵轮作为第一主动驱动舵轮，进入步骤(c)；

(c)选取X轴坐标数值最小的驱动舵轮：若仅有单个驱动舵轮符合条件，则将其设定为第二主动驱动舵轮；若多个驱动舵轮符合条件，则选择Y轴坐标数值绝对值最小的驱动舵轮为第二主动驱动舵轮；若多个驱动舵轮的Y轴坐标数值绝对值相同，则进入步骤(d)；

(d)依次判断Y轴坐标数值绝对值相同的若干个驱动舵轮是否与第一主动驱动舵轮呈对角设置，若Y轴坐标数值绝对值相同的若干个驱动舵轮中存在与第一主动驱动舵轮呈对角设置的驱动舵轮，则随机选取其中一个与第一主动驱动舵轮呈对角设置的驱动舵轮设定为第二主动驱动舵轮，若Y轴坐标数值绝对值相同的若干个驱动舵轮均不与第一主动驱动舵轮呈对角设置的驱动舵轮，则返回步骤(b)排除原第一主动驱动舵轮后重新选取新的第一主动驱动舵轮。

上述判断过程中根据驱动舵轮的X轴坐标数值、Y轴坐标数值绝对值和位置关系选取两个主动驱动舵轮，从而确保驱动平台移动的第一主动驱动舵轮和第二主动驱动舵轮分别位于平台底部一前一后，从而使平台移动时，第一主动驱动舵轮和第二主动驱动舵轮能控制平台上相对的两个位置能向不同的方向独立移动，实现平台整体靠近磁条的铺设轨迹移动，同时便于平台各部分能根据实际情况调整相对磁条的位置。

优选的，步骤(6)中，运动参数Dn包括运动参数D1和运动参数D2，运动参数D1为沿着平台当前运动方向的相对靠前的主动驱动舵轮的运动参数，运动参数D2为沿着平台当前运动方向的相对靠后的主动驱动舵轮的运动参数；

设驱动舵轮运动方向与平台运动方向相同的速度≥0，驱动舵轮运动方向与平台运动方向相反的速度＜0；

运动参数D1的计算方法如下：

运动参数D1包含转动角度β₁和速度v₁；

若v₁≥0，则β₁＝-M·C1；

若v₁＜0，则β₁＝M·C1；

其中M＝f(v,k_p)，M为以舵轮速度v为自变量，纠偏系数k_p为因变量的常规函数，其中

a、b为常规系数，|v|为舵轮速度v的绝对值；

β₁为沿着平台当前运动方向的相对靠前的主动驱动舵轮与贯穿其中心且平行平台移动直角坐标系X轴的平行线的夹角，若β₁≥0，则驱动舵轮逆时针转动，若β₁＜0，则驱动舵轮顺时针转动。

上述运动参数D1的计算方式中，当驱动舵轮的绝对速度|v|增大时，k_p能随之减小；当驱动舵轮的绝对速度|v|减小时，k_p能随之增大，即速度v和转动角度β之间存在动态比例反馈控制，当驱动舵轮的速度较快时，纠偏量相应减小，避免平台在遵循磁条运动时发生抖动，导致平台上运输的物料掉落；当驱动舵轮的速度较慢时，纠偏量适当增大，从而提高纠偏速度，使平台中心能快速回到磁条中心上。

优选的，运动参数D2的计算方法如下：

运动参数D2包含转动角度β₂和速度v₂；

若v₂≥0，则β₂＝-M·C2；

若v₂＜0，则β₂＝M·C2；

其中M＝f(v,k_p)，M为以舵轮速度v为自变量，纠偏系数k_p为因变量的常规函数，其中

a、b为常规系数，|v|为舵轮速度v的绝对值；

β₂为沿着平台当前运动方向的相对靠后的主动驱动舵轮与贯穿其中心且平行平台移动直角坐标系X轴的平行线的夹角，若β₂≥0，则驱动舵轮逆时针转动，若β₂＜0，则驱动舵轮顺时针转动。

优选的，运动参数D2中速度v₂的计算方法如下：

两个主动驱动舵轮的连线N3与平台移动直角坐标系X轴的夹角为θ₀；

上述运动参数D2的计算方式，运用了速度投影定理，使第二主动驱动舵轮的的速度v₂、转动角度β₂根据第一主动舵轮的速度v₁，以及第一主动驱动舵轮、第二主动驱动舵轮两个驱动舵轮的相对安装位置而得出，从而使第二主动驱动舵轮的运动状态与第一主动驱动舵轮的运动状态之间产生联动，从而提高平台运动时的稳定性，避免由于第一主动驱动舵轮、第二主动驱动舵轮的运动状态之间没有联动，两者独立运动，导致平台各部位的协调性较差，严重偏离磁条的轨迹。

优选的，步骤(5)中，除去主动驱动舵轮外的驱动舵轮为被动驱动舵轮，被动驱动舵轮的运动参数计算方法如下：

被动驱动舵轮分别指向两个主动驱动舵轮的矢量线N4和N5与平台移动直角坐标系X轴的夹角分别为θ₁和θ₂；

其中

β₃为作为被动驱动舵轮与贯穿其中心且平行平台移动直角坐标系X轴的平行线的夹角；若β₃≥0，则驱动舵轮逆时针转动，若β₃＜0，则驱动舵轮顺时针转动；v₃为作为被动驱动舵轮的运动速度；若v₃≥0，则驱动舵轮运动方向与平台运动方向相同，若v₃＜0，驱动舵轮运动方向与平台运动方向相反。

上述设置方式中，驱动舵轮分成主动驱动舵轮和被动驱动舵轮，并结合速度投影定理，使被动驱动舵轮的运动参数是根据两个主动驱动舵轮的速度和两者与被动驱动舵轮的相对位置得出的，从而使被动驱动舵轮运动时更加稳定，提高被动驱动舵轮与主动驱动舵轮的协调性，实现主动驱动舵轮和被动驱动舵轮协同工作，使多个驱动舵轮的协同控制平台移动，使得平台能够稳定循迹移动。

附图说明

图1是本发明的流程示意图；

图2是选取主动驱动舵轮的流程示意图；

图3是应用例一的平台的透视图；

图4是应用例一的平台直角坐标系的示意图；

图5是应用例一的驱动舵轮和主要承重的从动轮的分布位置示意图；

图6是应用例一的主动驱动舵轮的运动状态的示意图；

图7是应用例一的被动驱动舵轮的运动状态的示意图；

图8是应用例二的主动驱动舵轮的运动状态的示意图；

图9是应用例二的被动驱动舵轮的运动状态的示意图；

图10是应用例三的平台直角坐标系的示意图；

图11是应用例三的车轮的运动状态的示意图；

图12是应用例四的平台的透视图；

图13是应用例四的平台直角坐标系的示意图；

图14是应用例四的驱动舵轮和主要承重的从动轮的分布位置示意图；

图15是应用例四的主动驱动舵轮的运动状态的示意图；

图16是应用例四的被动驱动舵轮的运动状态的示意图；

图17是应用例五的平台的透视图；

图18是应用例五的平台直角坐标系的示意图；

图19是应用例五的驱动舵轮和主要承重的从动轮的分布位置示意图；

图20是应用例五的主动驱动舵轮的运动状态的示意图；

图21是应用例五的其中一个被动驱动舵轮的运动状态的示意图；

图22是应用例五的另外一个被动驱动舵轮的运动状态的示意图；

图23是应用例六的平台的透视图；

图24是应用例六的平台直角坐标系的示意图；

图25是应用例六的驱动舵轮和主要承重的从动轮的分布位置示意图；

图26是应用例六的主动驱动舵轮的运动状态的示意图；

图27是应用例六的被动驱动轮的运动状态的示意图。

标号说明：

11 A1号驱动舵轮，12 A2号驱动舵轮，13 A3号驱动舵轮，14 A4号驱动舵轮，21 B1号磁传感器，22 B2号磁传感器，23 B3号磁传感器，24 B4号磁传感器，3从动轮，4车体，5磁条导轨。

具体实施方式

以下结合附图说明本发明的实施方式：

实施例一

参见图1，一种控制磁导引多舵轮平台移动的方法，包括以下步骤：

(1)录入平台底部的若干个驱动舵轮和位于平台底部四周的四个磁传感器的位置信息；

(2)根据四个磁传感器的位置信息建立平台移动直角坐标系；

(3)根据平台当前运动方向，确立平台移动直角坐标系X轴和Y轴的方向；

(4)根据所述平台运动方向上的前后两个磁传感器所检测的磁条位置信息，结合平台移动直角坐标系，得出两组磁条位置偏差数据C1和C2；

(5)根据平台移动直角坐标系、平台当前运动方向和两个磁传感器的位置信息，选取两个驱动舵轮作为主动驱动舵轮；

(6)根据主动驱动舵轮的位置信息、磁条位置偏差数据C1、C2生成运动参数Dn，两个主动驱动舵轮根据对应运动参数Dn运动；

(7)每T秒循环一次步骤(3)至(6)。

具体地，步骤(1)中，还包括对驱动舵轮和的磁传感器进行编号。

具体地，步骤(7)中，T∈(0，60)。

由于磁导航AGV设备应用过程中，平台初始位置需要位于磁条上，因此能确保平台上的磁传感器能读取到磁条的位置。

所述四个磁传感器包括前端磁传感器B1、后端磁传感器B2、左侧磁传感器B3和右侧磁传感器B4；磁传感器B1和磁传感器B2位于同一直线N1上，磁传感器B3和磁传感器B4位于同一直线N2上；所述直线N1和直线N2的交点为平台移动直角坐标系的原点；平台移动直角坐标系的X轴与直线N1重合，Y轴与直线N2重合；或者，平台移动直角坐标系的X轴与直线N2重合，Y轴与直线N1重合。

具体地，对于磁传感器B1设置在平台前端中部，且磁传感器B2设置在平台后端中部的情况，所述直线N1与贯穿平台前后端的中轴线重合。

具体地，平台底部任一车轮不位于直线N1和直线N2上，这种设置方式能避免平台移动时，车轮压到磁条导轨上，导致磁条导轨受损。

上述设置方式能简化平台移动直角坐标系的建立步骤，提高运算速度，从而缩短建立平台移动直角坐标系的所需的时间，同时便于根据各车轮的位置信息，在平台移动直角坐标系内生成各车轮的坐标。

步骤(3)中，确立平台移动直角坐标系X轴和Y轴的方向的步骤为：

若平台向平台前端或后端移动，则X轴指向直线N1沿平台前端延伸的方向，Y轴指向直线N2沿平台左端延伸的方向；

若平台向平台左端或右端移动，则X轴指向直线N2沿平台左端延伸的方向，Y轴指向直线N1沿平台后端延伸的方向。

上述设置方式中，X轴和Y轴的方向指向只存在两种情况，从而能简化平台移动直角坐标系的数据处理，且这种设置方式能使平台移动直角坐标系的X轴始终指向平台当前运动方向的前端，从而保持各车轮的位置坐标相对保持不变，减少选取主动驱动舵轮时需要附加的判断条件，或者，各车轮的位置坐标在X轴、Y轴指向方向转变时能快速转换，提高运算处理速度。

步骤(4)中，抓取用于检测位置信息的磁传感器的过程为：

若平台向平台前端或后端移动，则磁传感器B1和磁传感器B2作为检测位置信息的磁传感器；

若平台向平台左端或右端移动，则磁传感器B3和磁传感器B4作为检测位置信息的磁传感器。

上述设置方式中，只需要判断平台的移动方向，即可确定需要抓取的作为检测位置信息的磁传感器，从而简化流程，缩短运算时间，降低运算负载。

磁条位置偏差数据的获取方法：

若磁传感器B1和磁传感器B2作为检测位置信息的磁传感器，则磁条位置偏差数据C1为磁传感器B1中部与磁条宽度中心的偏差距离e_F，磁条位置偏差数据C2为磁传感器B2中部与磁条宽度中心的偏差距离e_B；

若磁传感器B3和磁传感器B4作为检测位置信息的磁传感器，则磁条位置偏差数据C1为磁传感器B3中部与磁条宽度中心的偏差距离e_L，磁条位置偏差数据C2为磁传感器B4中部与磁条宽度中心的偏差距离e_R；

位于平台底部的磁条中心位于用于检测位置信息的两个磁传感器中心连线的右侧时，磁条位置偏差数据C1、磁条位置偏差数据C2取正值；位于平台底部的磁条中心位于用于检测位置信息的两个磁传感器中心连线的左侧时，磁条位置偏差数据C1、磁条位置偏差数据C2取负值。

上述“磁条宽度中心”的意思为磁条沿着其宽度方向的截面的中心点。

上述磁条位置偏差数据的获取方法，能确保平台向不同方向运动时，位于同一直线上的两个磁传感器作为检测位置信息的磁传感器，分别测定平台两个端部与磁条的位置的偏差，便于后续使用两组磁条位置偏差数据独立调整两个主动驱动舵轮，从而确保两个磁传感器的中心始终接近磁条中心，使平台中心保持靠近磁条中心，实现平台沿着磁条铺设轨迹移动。

参见图2，步骤(5)中，选取主动驱动舵轮的过程为：

(a)读取所有驱动舵轮的坐标数据，进入步骤(b)；

(b)选取X轴坐标数值最大的驱动舵轮：若仅有单个驱动舵轮符合条件，则其为第一主动驱动舵轮，进入步骤(c)；若多个驱动舵轮符合条件，则选择Y轴坐标数值绝对值最小的驱动舵轮为第一主动驱动舵轮；若多个驱动舵轮的Y轴坐标数值绝对值相同，则随机选取其中一个驱动舵轮作为第一主动驱动舵轮，进入步骤(c)；

(c)选取X轴坐标数值最小的驱动舵轮：若仅有单个驱动舵轮符合条件，则将其设定为第二主动驱动舵轮；若多个驱动舵轮符合条件，则选择Y轴坐标数值绝对值最小的驱动舵轮为第二主动驱动舵轮；若多个驱动舵轮的Y轴坐标数值绝对值相同，则进入步骤(d)；

(d)依次判断Y轴坐标数值绝对值相同的若干个驱动舵轮是否与第一主动驱动舵轮呈对角设置，若Y轴坐标数值绝对值相同的若干个驱动舵轮中存在与第一主动驱动舵轮呈对角设置的驱动舵轮，则随机选取其中一个与第一主动驱动舵轮呈对角设置的驱动舵轮设定为第二主动驱动舵轮，若Y轴坐标数值绝对值相同的若干个驱动舵轮均不与第一主动驱动舵轮呈对角设置的驱动舵轮，则返回步骤(b)排除原第一主动驱动舵轮后重新选取新的第一主动驱动舵轮。

上述“对角设置”的意思为将平台底部的驱动舵轮和其他主要承重的从动轮依次连线后形成的多边形中存在对角关系的两个顶角；主要承重的从动轮用于支撑平台，若缺失主要承重的从动轮，平台将倾斜；对于只设有若干驱动舵轮已经能使平台处于平衡状态的移动平台，可不设置主要承重的从动轮，此时“对角设置”的意思为将平台底部的驱动舵轮依次连线后形成的多边形中存在对角关系的两个顶角；上述从由多个坐标位置形成的多边图形寻找呈对角关系的两个顶角的运算方法属于现有技术的常规应用，不属于本发明的主要发明点，因此不对其进行详细叙述。

上述判断过程中根据驱动舵轮的X轴坐标数值、Y轴坐标数值绝对值和位置关系选取两个主动驱动舵轮，从而确保驱动平台移动的第一主动驱动舵轮和第二主动驱动舵轮分别位于平台底部一前一后，从而使平台移动时，第一主动驱动舵轮和第二主动驱动舵轮能控制平台上相对的两个位置能向不同的方向独立移动，实现平台整体靠近磁条的铺设轨迹移动，同时便于平台各部分能根据实际情况调整相对磁条的位置。

步骤(6)中，运动参数Dn包括运动参数D1和运动参数D2，运动参数D1为沿着平台当前运动方向的相对靠前的主动驱动舵轮的运动参数，运动参数D2为沿着平台当前运动方向的相对靠后的主动驱动舵轮的运动参数；

设驱动舵轮运动方向与平台运动方向相同的速度≥0，驱动舵轮运动方向与平台运动方向相反的速度＜0；

运动参数D1的计算方法如下：

运动参数D1包含转动角度β₁和速度v₁；

若v₁≥0，则β₁＝-M·C1；

若v₁＜0，则β₁＝M·C1；

其中M＝f(v,k_p)，M为以舵轮速度v为自变量，纠偏系数k_p为因变量的常规函数，其中

a、b为常规系数，|v|为舵轮速度v的绝对值；

β₁为沿着平台当前运动方向的相对靠前的主动驱动舵轮与贯穿其中心且平行平台移动直角坐标系X轴的平行线的夹角，若β₁≥0，则驱动舵轮逆时针转动，若β₁＜0，则驱动舵轮顺时针转动。

上述运动参数D1的计算方式中，当驱动舵轮的绝对速度|v|增大时，k_p能随之减小；当驱动舵轮的绝对速度|v|减小时，k_p能随之增大，即速度v和转动角度β之间存在动态比例反馈控制，当驱动舵轮的速度较快时，纠偏量相应减小，避免平台在遵循磁条运动时发生抖动，导致平台上运输的物料掉落；当驱动舵轮的速度较慢时，纠偏量适当增大，从而提高纠偏速度，使平台中心能快速回到磁条中心上。

运动参数D2的计算方法如下：

运动参数D2包含转动角度β₂和速度v₂；

若v₂≥0，则β₂＝-M·C2；

若v₂＜0，则β₂＝M·C2；

其中M＝f(v,k_p)，M为以舵轮速度v为自变量，纠偏系数k_p为因变量的常规函数，其中

a、b为常规系数，|v|为舵轮速度v的绝对值；

β₂为沿着平台当前运动方向的相对靠后的主动驱动舵轮与贯穿其中心且平行平台移动直角坐标系X轴的平行线的夹角，若β₂≥0，则驱动舵轮逆时针转动，若β₂＜0，则驱动舵轮顺时针转动。

步骤(5)中，除去主动驱动舵轮外的驱动舵轮为被动驱动舵轮，被动驱动舵轮的运动参数计算方法如下：

被动驱动舵轮分别指向两个主动驱动舵轮的矢量线N4和N5与平台移动直角坐标系X轴的夹角分别为θ₁和θ₂；

其中

β₃为作为被动驱动舵轮与贯穿其中心且平行平台移动直角坐标系X轴的平行线的夹角；若β₃≥0，则驱动舵轮逆时针转动，若β₃＜0，则驱动舵轮顺时针转动；v₃为作为被动驱动舵轮的运动速度；若v₃≥0，则驱动舵轮运动方向与平台运动方向相同，若v₃＜0，驱动舵轮运动方向与平台运动方向相反。

具体地，上述矢量线N4和N5具有方向性，其方向为从被动驱动舵轮指向主动驱动舵轮；本实施例中夹角θ₁/θ₂为X轴的指向方向到矢量线N4/N5转过的角度。

上述设置方式中，驱动舵轮分成主动驱动舵轮和被动驱动舵轮，并结合速度投影定理，使被动驱动舵轮的运动参数是根据两个主动驱动舵轮的速度和两者与被动驱动舵轮的相对位置得出的，从而使被动驱动舵轮运动时更加稳定，提高被动驱动舵轮与主动驱动舵轮的协调性，实现主动驱动舵轮和被动驱动舵轮协同工作，使多个驱动舵轮的协同控制平台移动，使得平台能够稳定循迹移动。

实施例二

本实施例与实施例一的区别在于：第二主动驱动舵轮的运动参数D2的计算方法。

第二主动驱动舵轮的运动参数D2的计算方法如下，其中v₂与v₁呈现函数关系：

两个主动驱动舵轮的连线N3与平台移动直角坐标系X轴的夹角为θ₀；

运动参数D2包含转动角度β₂和速度v₂；

若v₂≥0，则β₂＝-M·C2；

若v₂＜0，则β₂＝M·C2；

其中M＝f(v,k_p)，M为以舵轮速度v为自变量，纠偏系数k_p为因变量的常规函数，其中

a、b为常规系数，|v|为舵轮速度v的绝对值，上述公式能组成转动角度β₂和速度v₂的二元方程组。

上述运动参数D2的计算方式，运用了速度投影定理，使第二主动驱动舵轮的的速度v₂、转动角度β₂根据第一主动舵轮的速度v₁，以及第一主动驱动舵轮、第二主动驱动舵轮两个驱动舵轮的相对安装位置而得出，从而使第二主动驱动舵轮的运动状态与第一主动驱动舵轮的运动状态之间产生联动，从而提高平台运动时的稳定性，避免由于第一主动驱动舵轮、第二主动驱动舵轮的运动状态之间没有联动，两者独立运动，导致平台各部位的协调性较差，严重偏离磁条的轨迹。

实施例三

本实施例与实施例一、实施例二的区别在于：第二主动驱动舵轮的运动参数D2的计算方法，以及增加第一主动驱动舵轮的运动参数D1中的转动角度β₁的限制条件。

若|β₁|≤β_max，则使用β₁保留在运动参数D1；

若|β₁|＞β_max，则使用β_max更新至运动参数D1，替换原参数转动角度β₁；

其中|β₁|为β₁的绝对值，β_max为驱动舵轮单次允许转动的最大角度。

第二主动驱动舵轮的运动参数D2的计算方法如下，其中v₂与v₁呈现函数关系，且转动角度β₂不大于驱动舵轮单次允许转动的最大角度β_max：

两个主动驱动舵轮的连线N3与平台移动直角坐标系X轴的夹角为θ₀；

运动参数D2包含转动角度β₂和速度v₂；

若θ₀≥0，则β₂≥-β_max+θ₀；

若θ₀＜0，则β₂≤β_max+θ₀·

β_max为驱动舵轮单次允许转动的最大角度。

同理地，在本实施例的改进方案中将限制条件驱动舵轮单次允许转动的最大角度β_max增加至被动驱动舵轮的运动参数计算属于对本实施例方式的简单扩展。

本实施例中通过设置β_max，对β₁和β₂的取值进行限制，一方面，能避免主动驱动舵轮转动角度过大，导致主动驱动舵轮受损，另一方面，主动驱动舵轮转动角度过大，会使平台发生较大幅度的晃动，导致平台运动的稳定性降低，置于平台上的物料掉落，且相比于实施例一、实施例二，当第二驱动舵轮的转动角度与第一驱动舵轮和第二驱动舵轮的连接垂直或接近垂直时，第二驱动舵轮的速度v₂将增大，并导致平台运动时不稳定，因此，需要对第一驱动舵轮、第二驱动舵轮的转动角度进行限制。

与现有技术相比，本发明的一种控制磁导引多舵轮平台移动的方法,针对设有多个驱动舵轮的移动平台，根据传感装置和直角坐标系的数据从多个驱动舵轮中选取主动驱动舵轮，并根据磁条位置偏差数据生成主动驱动舵轮的运动参数，通过控制两个主动驱动舵轮的运动状态驱动平台运动，兼容性强，从而在提高AGV设备的载重能力的同时使AGV设备能稳定地遵循磁条导轨的铺设轨迹移动，拓宽适用本控制方案的AGV设备的应用领域。

以下结合多个应用方式对本发明进行具体说明，驱动舵轮的布置形式及舵轮的安装位置可以灵活设置，为了确保施加到平台上的载荷均布于各个承重轮(承重轮包括驱动舵轮和万向轮)，本发明的应用例选取使用三个和四个驱动舵轮的平台为例子，以下应用例采用的附图为从平台上部俯视平台底部的透视图：

应用例一

参见图1至图7，本应用例的车体4底部设有三个驱动舵轮，一个从动轮3；沿着磁带5向平台前端方向移动，其中A1号驱动舵轮11为第一驱动舵轮，A3号驱动舵轮13为第二驱动舵轮，A2号驱动舵轮12为被动驱动舵轮。

A1号驱动舵轮11、A2号驱动舵轮12和A3号驱动舵轮13的运动参数计算方法采用实施例一中的计算方式；其中θ₁＝0°，θ₂＝90°。

四个磁传感器B1号磁传感器21、B2号磁传感22、B3号磁传感器23和B4号磁传感器24分别对应设置在车体4底部的四个边上。

应用例二

参见图8至图9，本应用例的车体4底部设有三个驱动舵轮，一个从动轮3；沿着磁带5向平台前端方向移动，其中A1号驱动舵轮11为第一驱动舵轮，A3号驱动舵轮13为第二驱动舵轮，A2号驱动舵轮12为被动驱动舵轮。

A1号驱动舵轮11、A2号驱动舵轮12和A3号驱动舵轮13的运动参数计算方法采用实施例二或三中的计算方式。

四个磁传感器B1号磁传感器21、B2号磁传感22、B3号磁传感器23和B4号磁传感器24分别对应设置在车体4底部的四个边上。

应用例三

参见图10至图11，本应用例的车体4底部设有三个驱动舵轮，一个从动轮3；沿着磁带5向平台右端方向移动，其中A1号驱动舵轮11为第一驱动舵轮，A3号驱动舵轮13为第二驱动舵轮，A2号驱动舵轮12为被动驱动舵轮。

A1号驱动舵轮11、A2号驱动舵轮12和A3号驱动舵轮13的运动参数计算方法采用实施例一中的计算方式。

四个磁传感器B1号磁传感器21、B2号磁传感22、B3号磁传感器23和B4号磁传感器24分别对应设置在车体4底部的四个边上。

应用例四

参见图12至图16，本应用例的车体4底部设有三个驱动舵轮，两个从动轮3；沿着磁带5向平台前端方向移动，

其中A1号驱动舵轮11为第一驱动舵轮，A3号驱动舵轮13为第二驱动舵轮，A2号驱动舵轮12为被动驱动舵轮

A1号驱动舵轮11、A2号驱动舵轮12和A3号驱动舵轮13的运动参数计算方法采用实施例二或三中的计算方式。

四个磁传感器B1号磁传感器21、B2号磁传感22、B3号磁传感器23和B4号磁传感器24分别对应设置在车体4底部的四个边上。

若本平台向左右两侧移动，则A2号驱动舵轮12为第一驱动舵轮，A3号驱动舵轮13为第二驱动舵轮，A1号驱动舵轮11为被动驱动舵轮。本说明书附图虽然未示出本应用例的平台向左右两侧运动时的状态图，但本方案仍属于本发明的保护范围内。

应用例五

参见图17至图22，本应用例的车体4底部设有四个驱动舵轮；沿着磁带5向平台前端方向移动，其中A1号驱动舵轮11为第一驱动舵轮，A3号驱动舵轮13为第二驱动舵轮，A2号驱动舵轮12、A4号驱动舵轮14为被动驱动舵轮；或者，A2号驱动舵轮12为第一驱动舵轮，A4号驱动舵轮14为第二驱动舵轮，A1号驱动舵轮11、A3号驱动舵轮13为被动驱动舵轮。

A1号驱动舵轮11、A2号驱动舵轮12、A3号驱动舵轮13和A4号驱动舵轮14呈矩形排布。

A1号驱动舵轮11、A2号驱动舵轮12、A3号驱动舵轮13和A4号驱动舵轮14的运动参数计算方法采用实施例二或三中的计算方式。

四个磁传感器B1号磁传感器21、B2号磁传感22、B3号磁传感器23和B4号磁传感器24分别对应设置在车体4底部的四个边上。

应用例六

参见图23至图27，本应用例的车体4底部设有四个驱动舵轮；沿着磁带5向平台前端方向移动，其中A1号驱动舵轮11为第一驱动舵轮，A3号驱动舵轮13为第二驱动舵轮，A2号驱动舵轮12、A4号驱动舵轮14为被动驱动舵轮；或者，A2号驱动舵轮12为第一驱动舵轮，A4号驱动舵轮14为第二驱动舵轮，A1号驱动舵轮11、A3号驱动舵轮13为被动驱动舵轮。

A1号驱动舵轮11、A2号驱动舵轮12、A3号驱动舵轮13和A4号驱动舵轮14呈平行四边形排布。

A1号驱动舵轮11、A2号驱动舵轮12、A3号驱动舵轮13和A4号驱动舵轮14的运动参数计算方法采用实施例二或三中的计算方式。

四个磁传感器B1号磁传感器21、B2号磁传感22、B3号磁传感器23和B4号磁传感器24分别对应设置在车体4底部的四个边上。

根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。

Claims (10)

1.一种控制磁导引多舵轮平台移动的方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)录入平台底部的若干个驱动舵轮和位于平台底部四周的四个磁传感器的位置信息；

(2)根据四个磁传感器的位置信息建立平台移动直角坐标系；

(3)根据平台当前运动方向，确立平台移动直角坐标系X轴和Y轴的方向；

(4)根据所述平台运动方向上的前后两个磁传感器所检测的位置信息，结合平台移动直角坐标系，得出两组磁条位置偏差数据C1和C2；

(5)根据平台移动直角坐标系、平台当前运动方向和两个磁传感器的位置信息，选取两个驱动舵轮作为主动驱动舵轮；

(6)根据主动驱动舵轮的位置信息、磁条位置偏差数据C1、C2生成运动参数Dn，两个主动驱动舵轮根据对应运动参数Dn运动；

(7)每T秒循环一次步骤(3)至(6)。

2.根据权利要求1所述的一种控制磁导引多舵轮平台移动的方法，其特征在于：所述四个磁传感器包括前端磁传感器B1、后端磁传感器B2、左侧磁传感器B3和右侧磁传感器B4；

磁传感器B1和磁传感器B2位于同一直线N1上，磁传感器B3和磁传感器B4位于同一直线N2上；

所述直线N1和直线N2的交点为平台移动直角坐标系的原点；

平台移动直角坐标系的X轴与直线N1重合，Y轴与直线N2重合；

或者，平台移动直角坐标系的X轴与直线N2重合，Y轴与直线N1重合。

3.根据权利要求2所述的一种控制磁导引多舵轮平台移动的方法，其特征在于：步骤(3)中，确立平台移动直角坐标系X轴和Y轴的方向的步骤为：

若平台向平台前端或后端移动，则X轴指向直线N1沿平台前端延伸的方向，Y轴指向直线N2沿平台左端延伸的方向；

若平台向平台左端或右端移动，则X轴指向直线N2沿平台左端延伸的方向，Y轴指向直线N1沿平台后端延伸的方向。

4.根据权利要求1所述的一种控制磁导引多舵轮平台移动的方法，其特征在于：步骤(4)中，抓取用于检测位置信息的磁传感器的过程为：

若平台向平台前端或后端移动，则磁传感器B1和磁传感器B2作为检测位置信息的磁传感器；

若平台向平台左端或右端移动，则磁传感器B3和磁传感器B4作为检测位置信息的磁传感器。

5.根据权利要求4所述的一种控制磁导引多舵轮平台移动的方法，其特征在于：磁条位置偏差数据的获取方法：

若磁传感器B1和磁传感器B2作为检测位置信息的磁传感器，则磁条位置偏差数据C1为磁传感器B1中部与磁条宽度中心的偏差距离e_F，磁条位置偏差数据C2为磁传感器B2中部与磁条宽度中心的偏差距离e_B；

若磁传感器B3和磁传感器B4作为检测位置信息的磁传感器，则磁条位置偏差数据C1为磁传感器B3中部与磁条宽度中心的偏差距离e_L，磁条位置偏差数据C2为磁传感器B4中部与磁条宽度中心的偏差距离e_R；

位于平台底部的磁条中心位于用于检测位置信息的两个磁传感器中心连线的右侧时，磁条位置偏差数据C1、磁条位置偏差数据C2取正值；位于平台底部的磁条中心位于用于检测位置信息的两个磁传感器中心连线的左侧时，磁条位置偏差数据C1、磁条位置偏差数据C2取负值。

6.根据权利要求5所述的一种控制磁导引多舵轮平台移动的方法，其特征在于：步骤(5)中，选取主动驱动舵轮的过程为：

(a)读取所有驱动舵轮的坐标数据，进入步骤(b)；

(b)选取X轴坐标数值最大的驱动舵轮：若仅有单个驱动舵轮符合条件，则其为第一主动驱动舵轮，进入步骤(c)；若多个驱动舵轮符合条件，则选择Y轴坐标数值绝对值最小的驱动舵轮为第一主动驱动舵轮；若多个驱动舵轮的Y轴坐标数值绝对值相同，则随机选取其中一个驱动舵轮作为第一主动驱动舵轮，进入步骤(c)；

(c)选取X轴坐标数值最小的驱动舵轮：若仅有单个驱动舵轮符合条件，则将其设定为第二主动驱动舵轮；若多个驱动舵轮符合条件，则选择Y轴坐标数值绝对值最小的驱动舵轮为第二主动驱动舵轮；若多个驱动舵轮的Y轴坐标数值绝对值相同，则进入步骤(d)；

(d)依次判断Y轴坐标数值绝对值相同的若干个驱动舵轮是否与第一主动驱动舵轮呈对角设置，若Y轴坐标数值绝对值相同的若干个驱动舵轮中存在与第一主动驱动舵轮呈对角设置的驱动舵轮，则随机选取其中一个与第一主动驱动舵轮呈对角设置的驱动舵轮设定为第二主动驱动舵轮，若Y轴坐标数值绝对值相同的若干个驱动舵轮均不与第一主动驱动舵轮呈对角设置的驱动舵轮，则返回步骤(b)排除原第一主动驱动舵轮后重新选取新的第一主动驱动舵轮。

7.根据权利要求6所述的一种控制磁导引多舵轮平台移动的方法，其特征在于：步骤(6)中，运动参数Dn包括运动参数D1和运动参数D2，运动参数D1为沿着平台当前运动方向的相对靠前的主动驱动舵轮的运动参数，运动参数D2为沿着平台当前运动方向的相对靠后的主动驱动舵轮的运动参数；

设驱动舵轮运动方向与平台运动方向相同的速度≥0，驱动舵轮运动方向与平台运动方向相反的速度＜0；

运动参数D1的计算方法如下：

运动参数D1包含转动角度β₁和速度v₁；

若v₁≥0，则β₁＝-M·C1；

若v₁＜0，则β₁＝M·C1；

其中M＝f(v,k_p)，M为以舵轮速度v为自变量，纠偏系数k_p为因变量的常规函数，其中

a、b为常规系数，|v|为舵轮速度v的绝对值；

β₁为沿着平台当前运动方向的相对靠前的主动驱动舵轮与贯穿其中心且平行平台移动直角坐标系X轴的平行线的夹角，若β₁≥0，则驱动舵轮逆时针转动，若β₁＜0，则驱动舵轮顺时针转动。

8.根据权利要求7所述的一种控制磁导引多舵轮平台移动的方法，其特征在于：运动参数D2的计算方法如下：

运动参数D2包含转动角度β₂和速度v₂；

若v₂≥0，则β₂＝-M·C2；

若v₂＜0，则β₂＝M·C2；

其中M＝f(v,k_p)，M为以舵轮速度v为自变量，纠偏系数k_p为因变量的常规函数，其中

a、b为常规系数，|v|为舵轮速度v的绝对值；

β₂为沿着平台当前运动方向的相对靠后的主动驱动舵轮与贯穿其中心且平行平台移动直角坐标系X轴的平行线的夹角，若β₂≥0，则驱动舵轮逆时针转动，若β₂＜0，则驱动舵轮顺时针转动。

9.根据权利要求8所述的一种控制磁导引多舵轮平台移动的方法，其特征在于：运动参数D2中速度v₂的计算方法如下：

两个主动驱动舵轮的连线N3与平台移动直角坐标系X轴的夹角为θ₀；

10.根据权利要求8或9所述的一种控制磁导引多舵轮平台移动的方法，其特征在于：步骤(5)中，除去主动驱动舵轮外的驱动舵轮为被动驱动舵轮，被动驱动舵轮的运动参数计算方法如下：

被动驱动舵轮分别指向两个主动驱动舵轮的矢量线N4和N5与平台移动直角坐标系X轴的夹角分别为θ₁和θ₂；

其中

β₃为作为被动驱动舵轮与贯穿其中心且平行平台移动直角坐标系X轴的平行线的夹角；若β₃≥0，则驱动舵轮逆时针转动，若β₃＜0，则驱动舵轮顺时针转动；v₃为作为被动驱动舵轮的运动速度；若v₃≥0，则驱动舵轮运动方向与平台运动方向相同，若v₃＜0，驱动舵轮运动方向与平台运动方向相反。

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