CN113641159B - 一种基于agv的拖车控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于AGV的拖车控制方法，其控制方法包括以下步骤：A、任务开始后根据地图、当前位姿和目标位姿生成倒车位姿点，并根据倒车位姿点计算出AGV正车运动的终点位姿以及AGV正车运动到正车运动的终点位姿；B、AGV与拖车的控制均采用路径跟踪（横向控制）和速度规划（纵向控制）解耦的控制方式判断是否到达AGV的指定点。本发明通过本方法能充分使用AGV自身的运动控制功能，可实现无人倒车上下货，使正车运动效率高以及倒车运动精度高，其能广泛用于工厂中的物流搬运，特别是对拖车倒车控制精度要求较高的应用场景，可实现拖车的倒车作业上下货物，从而有效提高了其市场竞争力。
Description
技术领域
本发明涉及物流技术领域，具体为一种基于AGV的拖车控制方法。
背景技术
物流原意为“实物分配”或“货物配送”，是供应链活动的一部分，是为了满足客户需要而对商品、服务消费以及相关信息从产地到消费地的高效、低成本流动和储存进行的规划、实施与控制的过程，物流以仓储为中心，促进生产与市场保持同步，物流是为了满足客户的需要，以最低的成本，通过运输、保管、配送等方式，实现原材料、半成品、成品及相关信息由商品的产地到商品的消费地所进行的计划、实施和管理的全过程，物流由商品的运输、配送、仓储、包装、搬运装卸、流通加工，以及相关的物流信息等环节构成，且物流活动的具体内容包括以下几个方面：用户服务、需求预测、定单处理、配送、存货控制、运输、仓库管理、工厂和仓库的布局与选址、搬运装卸、采购、包装、情报信息。
物流运输主要包括运输设施和运输作业两大类，前者属于运输硬技术，后者属于运输软技术，运输硬技术主要包括运输基础设施，如公路，铁路，海运，运输车等基础设施的完善，运输软技术则包括管理方法，物流技术，物流人员素养等，现代物流在地区经济发展中的重要作用，也越来越为人们所认识，不少省市把发展现代物流列入了重要议事日程，物流现代化和经济发展是密切相关的，预计在今后相当长的时期内中国的经济将保持稳定快速增长，和世界经济接轨的趋势也将加强，这是物流事业发展的大环境。
但物流行业还不是很成熟，仍存在“弱小、松散、速度慢”以及在宏观管理上不协调的问题，企业经营范围不大，市场拓展能力不强，以及高素质的专业人才严重缺乏，都成为制约我国物流业发展的重要因素，物流运输在生产和仓储等场景中有大量的需求，而拖车是工业物流中的一种重要的载体，AGV集定位建图、自主规划路径和精准控制等功能于一身，在物流运输中有广阔的应用空间，基于AGV的拖车控制有现实的需求，传统的拖车控制系统仅仅使用牵引车拖动拖车到指定位置，但是有很多应用场景需要拖车倒车运动作业，对姿态要求较高，相对于牵引车的控制，基于AGV的拖车倒车控制难度较高，为此，我们提出一种基于AGV的拖车控制方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于AGV的拖车控制方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于AGV的拖车控制方法，其控制方法包括以下步骤：
A、任务开始后根据地图、当前位姿和目标位姿生成倒车位姿点，并根据倒车位姿点计算出AGV正车运动的终点位姿；
B、AGV与拖车的控制均采用路径跟踪横向控制和速度规划纵向控制解耦的控制方式判断是否到达AGV的指定点；
C、如果没有到达，则继续AGV与拖车的控制均采用路径跟踪横向控制和速度规划纵向控制解耦的控制方式判断是否到达AGV的指定点，路径跟踪是沿着路径走的控制，速度规划是规划沿着路径走的速度；
D、如果已经到达，则根据正车运动终点位姿和目标位姿生成贝塞尔曲线(因为拖车的位姿与目标倒车位姿有误差)，并对拖车倒车过程中进行精准控制；
E、判断是否需要精准停位；
F、否，则采用梯形速度规划方式，是，则采用速度规划纵向控制方式；
G、判断是否完成任务；
H、否，则继续对拖车倒车过程中进行精准控制，是，则任务结束。
优选的，所述拖车的底盘采用双轮差速结构底盘，AGV与拖车的连接处P0使用编码器器测量相对角度β，AGV两轮的中心点为P1，P1点处的速度v1为AGV底盘速度，角速度ω1为AGV底盘角速度，P1与P0的距离为L1，拖车的两个定向轮为从动轮，两轮的中点为P2，P2点处的速度v2为拖车底盘速度，角速度ω2为拖车底盘角速度，P2与P0的距离为L2。
优选的，所述由路径跟踪横向控制计算出拖车P2点的期望线速度v2d和期望角速度ω2d，根据逆运动学求出拖车P2点的线速度和角速度对应的双轮差速底盘的旋转速度和角速度，最后由AGV执行，且公式为：
优选的，所述正车运动依据倒车运动终点做梯形速度规划，并依据安全需求做速度限制，且倒车运动采用速度规划纵向控制实现精准停位或完成指定任务(例如以一定速度撞到指定地点)。
优选的，所述AGV与拖车的控制是整个控制流程的两个部分，且拖车的倒车控制分AGV正车运动拖动拖车和AGV倒车推动拖车两个部分。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
本发明通过本方法能充分使用AGV自身的运动控制功能，可实现无人倒车上下货，使正车运动效率高以及倒车运动精度高，其能广泛用于工厂中的物流搬运，特别是对拖车倒车控制精度要求较高的应用场景，可实现拖车的倒车作业上下货物，从而有效提高了其市场竞争力，符合企业自身的利益。
附图说明
图1为本发明拖车控制示意图；
图2为本发明流程图。
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做出创造性劳动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。
请参阅图1-2，一种基于AGV的拖车控制方法，其控制方法包括以下步骤：
A、任务开始后根据地图、当前位姿和目标位姿生成倒车位姿点，并根据倒车位姿点计算出AGV正车运动的终点位姿；
B、AGV与拖车的控制均采用路径跟踪横向控制和速度规划纵向控制解耦的控制方式判断是否到达AGV的指定点；
C、如果没有到达，则继续AGV与拖车的控制均采用路径跟踪横向控制和速度规划纵向控制解耦的控制方式判断是否到达AGV的指定点，路径跟踪是沿着路径走的控制，速度规划是规划沿着路径走的速度；
D、如果已经到达，则根据正车运动终点位姿和目标位姿生成贝塞尔曲线(因为拖车的位姿与目标倒车位姿有误差)，并对拖车倒车过程中进行精准控制；
E、判断是否需要精准停位；
F、否，则采用梯形速度规划方式，是，则采用速度规划纵向控制方式；
G、判断是否完成任务；
H、否，则继续对拖车倒车过程中进行精准控制，是，则任务结束。
通过本方法能充分使用AGV自身的运动控制功能，可实现无人倒车上下货，使正车运动效率高以及倒车运动精度高，其能广泛用于工厂中的物流搬运，特别是对拖车倒车控制精度要求较高的应用场景，可实现拖车的倒车作业上下货物，从而有效提高了其市场竞争力，符合企业自身的利益。
拖车的底盘采用双轮差速结构底盘，AGV与拖车的连接处P0使用编码器器测量相对角度β，AGV两轮的中心点为P1，P1点处的速度v1为AGV底盘速度，角速度ω1为AGV底盘角速度，P1与P0的距离为L1，拖车的两个定向轮为从动轮，两轮的中点为P2，P2点处的速度v2为拖车底盘速度，角速度ω2为拖车底盘角速度，P2与P0的距离为L2。
由路径跟踪横向控制计算出拖车P2点的期望线速度v2d和期望角速度ω2d，根据逆运动学求出拖车P2点的线速度和角速度对应的双轮差速底盘的旋转速度和角速度，最后由AGV执行，且公式为：
正车运动依据倒车运动终点做梯形速度规划，并依据安全需求做速度限制，且倒车运动采用速度规划纵向控制实现精准停位或完成指定任务(例如以一定速度撞到指定地点)。
AGV与拖车的控制是整个控制流程的两个部分，且拖车的倒车控制分AGV正车运动拖动拖车和AGV倒车推动拖车两个部分。
使用时，通过本方法能充分使用AGV自身的运动控制功能，可实现无人倒车上下货，使正车运动效率高以及倒车运动精度高，其能广泛用于工厂中的物流搬运，特别是对拖车倒车控制精度要求较高的应用场景，可实现拖车的倒车作业上下货物，从而有效提高了其市场竞争力，符合企业自身的利益。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (5)
1.一种基于AGV的拖车控制方法，其特征在于：其控制方法包括以下步骤：
A、任务开始后根据地图、当前位姿和目标位姿生成倒车位姿点，并根据倒车位姿点计算出AGV正车运动的终点位姿；
B、AGV与拖车的控制均采用路径跟踪横向控制和速度规划纵向控制解耦的控制方式判断是否到达AGV的指定点；
C、如果没有到达，则继续AGV与拖车的控制均采用路径跟踪横向控制和速度规划纵向控制解耦的控制方式判断是否到达AGV的指定点，路径跟踪是沿着路径走的控制，速度规划是规划沿着路径走的速度；
D、如果已经到达，则根据正车运动终点位姿和目标位姿生成贝塞尔曲线，并对拖车倒车过程中进行精准控制；
E、判断是否需要精准停位；
F、否，则采用梯形速度规划方式，是，则采用速度规划纵向控制方式；
G、判断是否完成任务；
H、否，则继续对拖车倒车过程中进行精准控制，是，则任务结束。
2.根据权利要求1所述的一种基于AGV的拖车控制方法，其特征在于：所述拖车的底盘采用双轮差速结构底盘，AGV与拖车的连接处P0使用编码器器测量相对角度β，AGV两轮的中心点为P1，P1点处的速度v1为AGV底盘速度，角速度ω1为AGV底盘角速度，P1与P0的距离为L1，拖车的两个定向轮为从动轮，两轮的中点为P2，P2点处的速度v2为拖车底盘速度，角速度ω2为拖车底盘角速度，P2与P0的距离为L2。
3.根据权利要求2所述的一种基于AGV的拖车控制方法，其特征在于：由路径跟踪横向控制计算出拖车P2点的期望线速度v2d和期望角速度ω2d，根据逆运动学求出拖车P2点的线速度和角速度对应的双轮差速底盘的旋转速度和角速度，最后由AGV执行，且公式为：
4.根据权利要求1所述的一种基于AGV的拖车控制方法，其特征在于：所述正车运动依据倒车运动终点做梯形速度规划，并依据安全需求做速度限制，且倒车运动采用速度规划纵向控制实现精准停位或完成指定任务。
5.根据权利要求1所述的一种基于AGV的拖车控制方法，其特征在于：所述AGV与拖车的控制是整个控制流程的两个部分，且拖车的倒车控制分AGV正车运动拖动拖车和AGV倒车推动拖车两个部分。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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