CN113961008A - 一种应用于agv曲线路径导航跟随方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及AGV运输车技术领域，具体为一种应用于AGV曲线路径导航跟随方法，所述方法步骤如下，将AGV运输车的动力牵引端记为控制点(P1)，再将AGV运输车的最前端、最末端记为跟随点；确定曲线路径中的起始点(P0)与结束点(P2)；启动AGV运输车，AGV运输车在动力牵引端的作用下从一条直线驶出，驶出时AGV运输车最前端的跟随点会与直线平行。本发明可以根据当前位置及采样点目标控制角度，不断的切换当前控制角度，可以让AGV沿着贝塞尔曲线运行，并且可清晰的发现AGV整个车体在出曲线段时，车体已摆直，这时上直线段无需通过多次调节来实现车体摆直，平缓过度，可以友好的保证了AGV上货物平稳。

Description

一种应用于AGV曲线路径导航跟随方法
技术领域
本发明涉及AGV运输车技术领域，具体为一种应用于AGV曲线路径导航跟随方法。
背景技术
AGV在路径跟随中，曲线跟随难度是最大的，在以往的控制过程中，我们使用的是标准圆弧线，在跟随的过程中，控制比较简单，给出一定的控制角度，不用频繁的改变控制角度就能实现圆弧控制，这种控制有个致命的缺陷，就是在离开圆弧时车体形态与圆弧始终都是相切，这时若前面的路径时直线段，会出现车体摆动较大且需要经过多次震荡才能平稳下来，控制效果不理想，从而很容易导致AGV运输车载运的货物发生移动或掉落现象。
发明内容
本发明的目的在于提供一种应用于AGV曲线路径导航跟随方法，以解决上述背景技术中提出控制效果不理想，很容易导致AGV运输车载运的货物发生移动或掉落现象的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种应用于AGV曲线路径导航跟随方法，所述方法步骤如下：
步骤一、将AGV运输车的动力牵引端记为控制点(P1)，再将AGV运输车的最前端、最末端记为跟随点；
步骤二、确定曲线路径中的起始点(P0)与结束点(P2)；
步骤三、启动AGV运输车，AGV运输车在动力牵引端的作用下从一条直线驶出，驶出时AGV运输车最前端的跟随点会与直线平行，随后继续行驶的AGV运输车上的控制点(P1)会与曲线路径中的起始点(P0)对齐；
步骤四、对齐后，AGV运输车继续行驶，此时控制点(P1)开始控制工作，使AGV运输车以贝塞尔曲线为控制基准的作用下，配合动力牵引端的牵引力进行运动，在曲线控制过程运动中，车体沿着贝塞尔曲线行驶，控制过程中会不断改变控制角度，使车体控制点(P1)始终与贝塞尔曲线相切；
步骤五、GV运输车中最末端的跟随点在动力牵引端的牵引下离开曲线路径，并很平缓的过度到另一条直线段上。
优选的，所述贝塞尔曲线为二阶贝塞尔曲线，且贝塞尔曲线点之间的关系式满足DF/DE＝AD/AB＝BE/BC，并且根据DE线段和计算公式找出所有的F点，记住是所有的F点。
优选的，所述F点需要依次连接起来，第一个连接点是A-F，第二连接点是A-F1，该F1必须满足关系DF1/DE＝AD/AB＝BE/BC，以此类推，直到最后连接上C点，连接完成后即贝塞尔曲线。
优选的，所述贝塞尔曲线中的P0＝A；P1＝B；P2＝C，其中黑色点代表是F点，P0-P1线段代表是D点，P0-P2线段代表是E点，并且线段上面点的获取，必须要满足等比关系。
优选的，所述二阶贝塞尔曲线方程式：
B(t)＝(1-t)2P0+2t(1-t)PC+t2P1其中的P0起始点；PC控制点；P1结束点。
优选的，所述二阶贝塞尔曲线切线方程式：
B'(t)＝2t(P0-2Pc+P1)-2(P0-Pc)，其中的P0起始点；PC控制点；P1结束点。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：该应用于AGV曲线路径导航跟随方法可以根据当前位置及采样点目标控制角度，不断的切换当前控制角度，可以让AGV沿着贝塞尔曲线运行，并且可清晰的发现AGV整个车体在出曲线段时，车体已摆直，这时上直线段无需通过多次调节来实现车体摆直，平缓过度，可以友好的保证了AGV上货物平稳。
附图说明
图1为本发明的贝塞尔曲线控制示意图；
图2为本发明的贝塞尔曲线各点之间关系图；
图3为本发明的贝塞尔曲线轨迹图；
图4为本发明的标准圆弧控制示意图。
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，此外，术语“第一”、“第二”、“第三”“上、下、左、右”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。同时，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电性连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，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。
本发明提供的一种应用于AGV曲线路径导航跟随方法的结构如图1所示，所述方法步骤如下：
步骤一、将AGV运输车的动力牵引端记为控制点(P1)，再将AGV运输车的最前端、最末端记为跟随点；
步骤二、确定曲线路径中的起始点(P0)与结束点(P2)；
步骤三、启动AGV运输车，AGV运输车在动力牵引端的作用下从一条直线驶出，驶出时AGV运输车最前端的跟随点会与直线平行，随后继续行驶的AGV运输车上的控制点(P1)会与曲线路径中的起始点(P0)对齐；
步骤四、对齐后，AGV运输车继续行驶，此时控制点(P1)开始控制工作，使AGV运输车以贝塞尔曲线为控制基准的作用下，配合动力牵引端的牵引力进行运动，在曲线控制过程运动中，车体沿着贝塞尔曲线行驶，控制过程中会不断改变控制角度，使车体控制点(P1)始终与贝塞尔曲线相切，其中，该二阶贝塞尔曲线切线方程式：
B′(t)＝2t(P0-２Pc+P1)-2(P0-Pc)，进一步的，P0起始点；PC控制点；P1结束点；
进一步地，如图2以及图3所示，贝塞尔曲线为二阶贝塞尔曲线，且贝塞尔曲线点之间的关系式满足DF/DE＝AD/AB＝BE/BC，并且根据DE线段和计算公式找出所有的F点，记住是所有的F点，F点需要依次连接起来，第一个连接点是A-F，第二连接点是A-F1，该F1必须满足关系DF1/DE＝AD/AB＝BE/BC，以此类推，直到最后连接上C点，连接完成后即贝塞尔曲线，贝塞尔曲线中的P0＝A；P1＝B；P2＝C，其中黑色点代表是F点，P0-P1线段代表是D点，P0-P2线段代表是E点，并且线段上面点的获取，必须要满足等比关系，二阶贝塞尔曲线方程式：
B(t)＝(1-t)2P0+2t(1-t)PC+t2P1，其中的P0起始点；PC控制点；P1结束点；
步骤五、AGV运输车中最末端的跟随点在动力牵引端的牵引下离开曲线路径，并很平缓的过度到另一条直线段上。
本发明还针对贝塞尔曲线提供了一种路径规划的实施例，该实施例在AGV路径规划中将使用贝塞尔曲线实现车辆转弯功能，而在曲线中对贝塞尔曲线实现时间平均100点的取样计算如下；
例如，第二点的位置计算公式如下：
B(1)＝(1-0.01)2P0+2*0.01(1-0.01)PC+0.012P1
x1＝B(1).x
y1＝B(1).y
第二个点的切线点位置如下：
B′(1)＝2*0.01(P0-2Pc+P1)-2(P0-Pc)
第二个点的切线角度如下：
Figure BDA0003320085580000051
第二个车辆控制的角度α计算：
Figure BDA0003320085580000052
其中的，s是PO到P1的距离，由于贝塞尔曲线采样点较多可以用直线段近似)，
Figure BDA0003320085580000053
以三轮车为控制模型进行控制运算：
Figure BDA0003320085580000054
sinα＝ω*tx/vt
Figure BDA0003320085580000061
Figure BDA0003320085580000062
其中的，V1+V0＝2*Vt，
Figure BDA0003320085580000063
Figure BDA0003320085580000064
AGV在运动过程中，根据当前位置及采样点目标控制角度，不断的切换当前控制角度，可以让AGV沿着贝塞尔曲线运行，并且可清晰的发现AGV整个车体在出曲线段时，车体已摆直，这时上直线段无需通过多次调节来实现车体摆直，平缓过度，可以友好的保证了AGV上货物平稳。
一种应用于AGV曲线路径导航跟随方法，其具体步骤为，首先将AGV运输车的动力牵引端记为控制点(P1)，再将AGV运输车的最前端、最末端记为跟随点，再确定曲线路径中的起始点(P0)与结束点(P2)，随后启动AGV运输车，AGV运输车在动力牵引端的作用下从一条直线驶出，驶出时AGV运输车最前端的跟随点会与直线平行，随后继续行驶的AGV运输车上的控制点(P1)会与曲线路径中的起始点(P0)对齐，对齐后，AGV运输车继续行驶，此时控制点(P1)开始控制工作，使AGV运输车以贝塞尔曲线为控制基准的作用下，配合动力牵引端的牵引力进行运动，在曲线控制过程运动中，车体沿着贝塞尔曲线行驶，控制过程中会不断改变控制角度，使车体控制点(P1)始终与贝塞尔曲线相切，最后AGV运输车中最末端的跟随点在动力牵引端的牵引下离开曲线路径，并很平缓的过度到另一条直线段上。
综合地来讲，该应用于AGV曲线路径导航跟随方法可以根据当前位置及采样点目标控制角度，不断的切换当前控制角度，可以让AGV沿着贝塞尔曲线运行，并且可清晰的发现AGV整个车体在出曲线段时，车体已摆直，这时上直线段无需通过多次调节来实现车体摆直，平缓过度，可以友好的保证了AGV上货物平稳。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (6)

1.一种应用于AGV曲线路径导航跟随方法，其特征在于：所述方法步骤如下：
步骤一、将AGV运输车的动力牵引端记为控制点(P1)，再将AGV运输车的最前端、最末端记为跟随点；
步骤二、确定曲线路径中的起始点(P0)与结束点(P2)；
步骤三、启动AGV运输车，AGV运输车在动力牵引端的作用下从一条直线驶出，驶出时AGV运输车最前端的跟随点会与直线平行，随后继续行驶的AGV运输车上的控制点(P1)会与曲线路径中的起始点(P0)对齐；
步骤四、对齐后，AGV运输车继续行驶，此时控制点(P1)开始控制工作，使AGV运输车以贝塞尔曲线为控制基准的作用下，配合动力牵引端的牵引力进行运动，在曲线控制过程运动中，车体沿着贝塞尔曲线行驶，控制过程中会不断改变控制角度，使车体控制点(P1)始终与贝塞尔曲线相切；
步骤五、GV运输车中最末端的跟随点在动力牵引端的牵引下离开曲线路径，并很平缓的过度到另一条直线段上。
2.根据权利要求1所述的一种应用于AGV曲线路径导航跟随方法，其特征在于：所述贝塞尔曲线为二阶贝塞尔曲线，且贝塞尔曲线点之间的关系式满足DF/DE＝AD/AB＝BE/BC，并且根据DE线段和计算公式找出所有的F点，记住是所有的F点。
3.根据权利要求2所述的一种应用于AGV曲线路径导航跟随方法，其特征在于：所述F点需要依次连接起来，第一个连接点是A-F，第二连接点是A-F1，该F1必须满足关系DF1/DE＝AD/AB＝BE/BC，以此类推，直到最后连接上C点，连接完成后即贝塞尔曲线。
4.根据权利要求1所述的一种应用于AGV曲线路径导航跟随方法，其特征在于：所述贝塞尔曲线中的P0＝A；P1＝B；P2＝C，其中黑色点代表是F点，P0-P1线段代表是D点，P0-P2线段代表是E点，并且线段上面点的获取，必须要满足等比关系。
5.根据权利要求2所述的一种应用于AGV曲线路径导航跟随方法，其特征在于：所述二阶贝塞尔曲线方程式：
B(t)=(1-t)2P0+2t(1-t)PC+t2P1，其中的P0起始点；PC控制点；P1结束点。
6.根据权利要求2所述的一种应用于AGV曲线路径导航跟随方法，其特征在于：所述二阶贝塞尔曲线切线方程式：
B′(t)＝2t(P0-2Pc+P1)-2(P0-Pc)，其中的P0起始点；PC控制点；P1结束点。
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