CN111880538A - 一种agv激光导航线路标定中弯道调整方法 - Google Patents

一种agv激光导航线路标定中弯道调整方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种AGV激光导航线路标定中弯道调整方法，包括以下步骤：步骤一，确定弯道处AGV转弯角度及转弯半径；步骤二，AGV横向偏移后的半径补偿计算；步骤三，AGV角度偏移后的半径补偿计算；最后，根据步骤三补偿计算后的半径实时调整AGV的舵轮角度，完成弯道行进。本发明提供的方法可有效补偿计算AGV转弯时的半径，对AGV线路标定起到指导作用，能有效提高AGV的线路的精度。

Description

一种AGV激光导航线路标定中弯道调整方法
技术领域
本发明涉及AGV线路标定技术领域，具体涉及一种对AGV激光导航线路标定中弯道调整方法。
背景技术
激光导航系统是伴随激光技术不断成熟而发展起来的一种新兴导航应用技术，适用于视线不良情况下的运行导航、野外勘测定向等工作，将它作为民用或军用导航手段是十分可取的。激光船舶导航系统仍处于起步阶段，系统的整合仍需进一步加强，但可以预见，随着激光导航技术的不断丰富和完善，必将会引起导航技术研究的新一轮高潮。目前激光导引AGV多采用激光传感仪器，并将激光传感仪器返回的激光信号对AGV小车引导，对AGV小车激光导航的指引需要预先规划导航路径，AGV小车根据摄像机对周围环境进行实时探测，并根据探测到的现场信息实时规划导航路径，定位之后便是激光线路的处理，目前市场上采用的激光线路设定基本采用调度规划线路，容易导致线路设定以及工位对接操作特别麻烦，并且需要专业的人员进行操作，尤其在线路的标定中，弯道如产生较大误差，进而影响AGV小车线路的精度。而且，由于目前各种项目现场的工位对接的空间都比较小，而舵轮AGV的转弯半径比较大，原地打舵半径虽小但效率不高、动态打舵出弯后需要较长的直线纠偏距离。
因此有必要提供一种AGV激光导航线路标定中弯道调整方法来解决上述问题。
发明内容
本发明提供一种AGV激光导航线路标定中弯道调整方法，针对已设定好的激光导航线路进行弯道补偿，解决现有技术中AGV(如AGV叉车)边后退边转弯时弯道如未及时调整容易发生偏差影响工位操作精度，以及现有技术中需要停下来打舵影响工位操作效率的等问题。
为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种AGV激光导航线路标定中弯道调整方法，包括以下步骤：步骤一，确定弯道处AGV转弯角度及转弯半径；步骤二，AGV横向偏移后的半径补偿计算；步骤三，AGV角度偏移后的半径补偿计算；最后，根据步骤三补偿计算后的半径实时调整AGV的舵轮角度，完成弯道行进。
进一步的，所述步骤一详细过程为：记录开始转向起始点位置P1、弯道起始点位置P2、弯道结束点位置P3以及转向完成终点位置P4，各位置点的坐标分别记录为(X1,Y2)、(X2,Y2)、(X3,Y3)、(X4,Y4)，线段P1P2与P3P4均与弯道所在圆相切，切点分别为P2、P3，延长P1P2与P3P4相交于K点，求出转弯角度β和转弯半径R。
进一步的，因为入弯之前AGV的姿态并非与所走的直线重合，会存在横向偏差和角度偏差，所述步骤二的详细过程为：用公式一计算横向偏移对应的半径补偿：
Figure BDA0002605307470000021
其中，R为设定的转弯半径，单位毫米；R1横向偏移补偿结束后的半径，单位毫米；β为设定的转弯角度，单位：角度或弧度，取值角度范围0°～360°，弧度范围(0～3.141593)；X为横向偏移量(车体后轮中心点的偏移量)，横向偏移量X带符号，车体右偏为负，车体左偏为正，单位毫米。
进一步的，所述步骤三的详细过程为用步骤2补偿计算后的半径带入到角度偏移半径补偿公式2.1、公式2.3：
角度偏移包括内偏、外偏，内偏时的角度偏移补偿半径采用下述公式2.1：
Figure BDA0002605307470000022
内偏转弯前需向前直线行走一段距离，该距离长度记为D，D采用如下公式计算：
Figure BDA0002605307470000023
外偏时的角度偏移补偿半径采用下述公式2.3：
Figure BDA0002605307470000024
其中，R1横向偏移补偿结束后的半径，单位毫米；β为设定转弯角度，单位：角度或弧度，取值角度范围0°～360°，弧度范围(0～3.141593)；R2横向、角度偏移补偿后半径，单位：毫米；α为角度偏移量(单位：角度或弧度，取值角度范围0°～360°，弧度范围(0～3.141593)；
进一步的，所述步骤四的详细过程为：根据计算出的R2,再根据车体轴距计算出的舵轮角度，开始打舵(AGV保持行走状态)，然后至打舵结束后依据x(动态前进横向偏移量积分值),y(动态前进纵向偏移量积分值),w(动态打舵完成时的车体角度偏移量)计算出最终转弯半径Re，采用公式3进行补偿计算:
Figure BDA0002605307470000031
按照上步骤打完舵轮之后重新计算出的转弯半径R3，再次根据AGV轴距计算出舵轮角度，再进行转弯。
进一步的，确定最终半径R3之后，还包括舵轮角度动态微调的步骤，具体为：
R3确定同时，以车头(前进)或车尾(后退)的坐标以及车体的角度(角度采用激光传感器实时传输)和R3确定圆心坐标。然后根据车头或车位的实时坐标距离圆心的距离减去R3可以实时计算出AGV车头或车尾到转弯曲线的偏移量。再根据偏移量对舵轮角度微调，进一步提高转弯精度。
待AGV车体变化的角度接近β(转弯角度)-w(动态打舵完成时的车体角度偏移量)位置，再回舵，使打舵车体的变化角度与回舵车体变化角度形成对称,即入弯打舵车体变化了多少度，转弯结束后实际转过的角度跟β还差w，开始回舵，弯道补偿结束。
本发明的有益效果：
本发明采用上述技术方案，操作简单，减小弯道标定的误差，能保证AGV出弯之后AGV的姿态非常标准，从而保证AGV能够准确无误地行走。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施方式或现有技术中的技术方案以及本发明的有益效果，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的结构。
图1为实施例AGV标定的弯道坐标系示意图。
图2为实施例中AGV入弯前横向偏转坐标系示意图。
图3为实施例中AGV确定最终半径R3之后舵轮角度动态微调的坐标系示意图。
图4为实施例中AGV弯道补偿后的坐标系示意图。
具体实施方式
本发明的具体实施例：
本实施例的一种AGV激光导航线路标定中弯道调整方法，包括以下步骤：步骤一，确定弯道处AGV转弯角度及转弯半径；步骤二，AGV横向偏移后的半径补偿计算；步骤三，AGV角度偏移后的半径补偿计算；最后，根据步骤三补偿计算后的半径实时调整AGV的舵轮角度，完成弯道行进。
参见图1，本实施例AGV弯道标定中补偿计算的具体过程如下：记录开始转向起始点位置P1、弯道起始点位置P2、弯道结束点位置P3以及转向完成终点位置P4，各位置点的坐标分别记录为(X1,Y2)、(X2,Y2)、(X3,Y3)、(X4,Y4)，线段P1P2与P3P4均与弯道所在圆相切，切点分别为P2、P3，延长P1P2与P3P4相交于K点，求出转弯角度∠GKP3转弯半径R。根据几何关系确定转弯角度∠GKP3和转弯半径R，具体确定的过程为：∠GKP3＝P1P2直线方位角-P3P4直线方位角；根据两段直线相交能求出交点坐标K，再根据P2便求出KP2的距离；
R＝tan((180-∠GKP3)/2)*KP2。
参见图2，因为入弯之前AGV的姿态并非与所走的直线重合，会存在横向偏差和角度偏差，图中入弯前的横向偏差(T1P2,T2P2)、角度偏差(∠T1M1P2和∠T2M2P2)、内偏(状态②)、外偏(状态①)，AGV横向偏移后的半径补偿计算详细过程为：用公式一计算横向偏移对应的半径补偿：
Figure BDA0002605307470000041
其中，R为设定的转弯半径，单位毫米；R1横向偏移补偿结束后的半径，单位毫米；β为设定的转弯角度(即为图中的∠GKP3)，单位：角度或弧度，取值角度范围0°～360°，弧度范围(0～3.141593)；X为横向偏移量(车体后轮中心点的偏移量)，横向偏移量X带符号，车体右偏为负，车体左偏为正，单位毫米。
用步骤2补偿计算后的半径带入到角度偏移半径补偿公式2.1、公式2.3：
角度偏移包括内偏、外偏，内偏时的角度偏移补偿半径采用下述公式2.1：
Figure BDA0002605307470000051
内偏转弯前需向前直线行走一段距离，该距离长度记为D，D采用如下公式计算：
Figure BDA0002605307470000052
外偏时的角度偏移补偿半径采用下述公式2.3：
Figure BDA0002605307470000053
其中，R1横向偏移补偿结束后的半径，单位毫米；β为设定的转弯角度，单位：角度或弧度，取值角度范围0°～360°，弧度范围(0～3.141593)；R2横向、角度偏移补偿后半径，单位：毫米；w为角度偏移量(单位：角度或弧度，取值角度范围0°～360°，弧度范围(0～3.141593)；
根据计算出的R2,再根据车体尺寸计算出的舵轮角度，开始打舵(AGV保持行走状态)，然后至打舵结束后依据x(动态前进横向偏移量积分值),y(动态前进纵向偏移量积分值),w(动态打舵完成时的车体角度偏移量)计算出最终转弯半径Re，采用公式3进行补偿计算:
Figure BDA0002605307470000054
按照上步骤打完舵轮之后重新计算出的转弯半径R3，再次根据AGV轴距计算出舵轮角度，再转弯。
参见图3、图4，确定最终半径R3之后，还包括舵轮角度动态微调的步骤。
R3确定同时，以车头(前进)或车尾(后退)的坐标以及车体的角度(激光传感器实时传输)和R3确定圆心坐标。然后根据车头或车位的实时坐标距离圆心的距离减去R3可以实时计算出AGV车头或车尾到转弯曲线的偏移量。再根据偏移量对舵轮角度微调，进一步提高转弯精度。待AGV车体变化的角度接近β-w后，再回舵，使打舵车体的变化角度与回舵车体变化角度形成对称,弯道补偿结束。
采用本发明方法可有效补偿计算AGV转弯时的半径对线路标定中起到指导作用，有效提高AGV的线路的精度，特别是对于叉车式AGV后退转弯叉取货物的时候，本次发明能保证出弯之后AGV的姿态就非常的标准(前后左右偏差均在1cm之内，角度偏差0.5度之内)，可立即进行叉取作业。
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 (6)

1.一种AGV激光导航线路标定中弯道调整方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，确定弯道处AGV转弯角度及转弯半径；步骤二，AGV横向偏移后的半径补偿计算；步骤三，AGV角度偏移后的半径补偿计算；最后，根据步骤三补偿计算后的半径实时调整AGV的舵轮角度，完成弯道行进。
2.根据权利要求1所述的AGV激光导航线路标定中弯道调整方法，其特征在于，所述步骤一详细过程为：记录开始转向起始点位置P1、弯道起始点位置P2、弯道结束点位置P3以及转向完成终点位置P4，各位置点的坐标分别记录为(X1,Y2)、(X2,Y2)、(X3,Y3)、(X4,Y4)，线段P1P2与P3P4均与弯道所在圆相切，切点分别为P2、P3，延长P1P2与P3P4相交于K点，根据几何关系计算转弯角度β和转弯半径R。
3.根据权利要求1所述的AGV激光导航线路标定中弯道调整方法，其特征在于，所述步骤二的详细过程为：用公式一计算横向偏移对应的半径补偿：
Figure FDA0002605307460000011
其中，R为设定的转弯半径，单位毫米；R1横向偏移补偿结束后的半径，单位毫米；β为设定转弯角度，单位：角度或弧度，取值角度范围0°～360°，弧度范围(0～3.141593)；X为横向偏移量(车体后轮中心点的偏移量)，横向偏移量X带符号，车体右偏为负，车体左偏为正，单位毫米。
4.根据权利要求1所述的AGV激光导航线路标定中弯道调整方法，其特征在于，所述步骤三的详细过程为用步骤2补偿计算后的半径带入到角度偏移半径补偿公式2.1、公式2.3：
角度偏移包括内偏、外偏，内偏时的角度偏移补偿半径采用下述公式2.1：
Figure FDA0002605307460000012
内偏转弯前需向前直线行走一段距离，该距离长度记为D，D采用如下公式计算：
Figure FDA0002605307460000013
外偏时的角度偏移补偿半径采用下述公式2.3：
Figure FDA0002605307460000021
其中，R1横向偏移补偿结束后的半径，单位毫米；β为设定转弯角度，单位：角度或弧度，取值角度范围0°～360°，弧度范围(0～3.141593)；R2横向、角度偏移补偿后半径，单位：毫米；α为角度偏移量(单位：角度或弧度，取值角度范围0°～360°，弧度范围(0～3.141593)。
5.根据权利要求1所述的AGV激光导航线路标定中弯道调整方法，其特征在于，步骤四的详细过程为：根据计算出的R2,再根据车体尺寸计算出的舵轮角度，开始打舵，然后至打舵结束后依据动态前进横向偏移量积分值x、动态前进纵向偏移量积分值y、动态打舵完成时的车体角度偏移量w计算出最终转弯半径R3，采用公式3进行补偿计算:
Figure FDA0002605307460000022
按照上步骤打完舵轮之后重新计算出的转弯半径R3，再次根据AGV车体尺寸计算出舵轮角度，再转弯。
6.根据权利要求5所述的AGV激光导航线路标定中弯道调整方法，其特征在于，计算出R3后还包括对AGV舵轮角度动态微调的过程：R3确定同时，以车头或车尾的坐标以及车体的角度和R3先确定圆心坐标，然后根据车头或车位的实时坐标距离圆心的距离减去R3实时计算出AGV车头或车尾到转弯曲线的偏移量，根据偏移量对舵轮角度进行动态微调。
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