CN114019988A - 基于cpg的agv控制方法、装置、电子设备及存储介质 - Google Patents

基于cpg的agv控制方法、装置、电子设备及存储介质 Download PDF

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CN114019988A CN202210004022.XA CN202210004022A CN114019988A CN 114019988 A CN114019988 A CN 114019988A CN 202210004022 A CN202210004022 A CN 202210004022A CN 114019988 A CN114019988 A CN 114019988A
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Abstract

本发明涉及AGV控制领域，具体为基于CPG的AGV控制方法、装置、电子设备及存储介质，该方法用于控制群组中AGV的运动；包括步骤：获取所有AGV整体的第一工作周期；根据第一工作周期计算所有CPG振荡器的第一工作频率；获取第一CPG振荡器的第一相位差；计算第一CPG振荡器和各个第二CPG振荡器之间的第三相位差；获取各个第二CPG振荡器的第二节律信号；计算得到第一CPG振荡器的一个第一节律信号；选取一个有效的第一节律信号；把有效的第一节律信号映射至第一CPG振荡器对应的AGV的控制信号上；本发明通过关联群组中的所有AGV，使得在控制AGV时能够同步控制所有AGV，降低了控制难度。

Description

基于CPG的AGV控制方法、装置、电子设备及存储介质
技术领域
本发明涉及AGV控制领域，具体涉及基于CPG的AGV控制方法、装置、电子设备及存储介质。
背景技术
现有技术中，为了控制包含多个AGV的群组，一般通过设置控制中心统一收集所有AGV的运动信息，例如车轮的转速、车轮的转角、AGV的位置等等，然后针对各个AGV所负责的任务依据预设的控制算法实现控制每个AGV的运动；大部分时候各个AGV所执行的任务并不相同，因此每个AGV都需要设置一套适用的控制算法以控制AGV更好的完成任务；现有技术中的控制中心则通过执行各个AGV对应的控制算法以控制每个AGV的运动。
然而控制中心所需控制的AGV数量越多，则需要执行的控制算法则越多，所包含的控制算法则越复杂，导致对控制中心的硬件性能要求更高。此外，在现有技术中的控制方式中，AGV与AGV之间并没有相互关联，当工位中某个AGV出现故障时，用户只能够通过控制中心找出与故障AGV同一工位上的其他AGV并逐个控制其停止工作，才能够保证出现故障的工位上的AGV均已停机，其控制过程繁琐且困难，故障时不能做出快速反应，存在一定安全隐患。
因此，现有技术有待改进和发展。
发明内容
本发明的目的在于提供基于CPG的AGV控制方法、装置、电子设备及存储介质，一方面利用简单的控制算法就能够实现同时控制多个AGV的运动，另一方面AGV之间相互关联实现同步协作和同步响应。
第一方面，本申请提供基于CPG的AGV控制方法，用于AGV的控制系统以控制群组中AGV的运动，所述群组至少包括2个AGV，所有所述AGV均配置有一个CPG振荡器，其中，包括步骤：
S1.获取所有AGV整体的第一工作周期；
S2.根据所述第一工作周期计算所有所述CPG振荡器的第一工作频率；
S3.获取第一CPG振荡器的第一相位差；所述第一CPG振荡器为其中一个所述AGV的所述CPG振荡器；
S4.根据所述第一相位差计算第一CPG振荡器和各个第二CPG振荡器之间的第三相位差；所述第二CPG振荡器是与所述第一CPG振荡器存在耦合关系的所述CPG振荡器；
S5.获取各个所述第二CPG振荡器的第二节律信号；
S6.基于所述第一工作频率和所述第一相位差，根据每个所述第二CPG振荡器对应的所述第三相位差和所述第二节律信号计算得到所述第一CPG振荡器的一个第一节律信号；
S7.从各所述第一节律信号中选取一个有效的第一节律信号；
S8.把所述有效的第一节律信号映射至所述第一CPG振荡器对应的AGV的控制信号上，以控制所述第一CPG振荡器对应的AGV。
在包含多个AGV的群组里，各个AGV之间通过简单的控制算法生成对应的节律信号，然后通过节律信号相互耦合实现AGV之间的相互关联，用户在操作单个AGV时，其余的AGV都会做出响应，实现了对所有AGV的控制。
进一步的，步骤S8包括：
S81.根据以下公式将所述有效的第一节律信号映射至所述第一CPG振荡器对应的AGV的控制信号上：
Figure 640148DEST_PATH_IMAGE001
；
其中，
Figure 511284DEST_PATH_IMAGE002
为所述第一CPG振荡器对应的AGV的控制信号，
Figure 415654DEST_PATH_IMAGE003
为增益参数，
Figure 436962DEST_PATH_IMAGE004
为所述第一工作周期，
Figure 579231DEST_PATH_IMAGE005
为所述有效的第一节律信号，
Figure 558950DEST_PATH_IMAGE006
为调整参数；
S82.根据
Figure 983241DEST_PATH_IMAGE002
值控制所述第一CPG振荡器对应的AGV的运动：
S821.在
Figure 837933DEST_PATH_IMAGE007
时，控制所述第一CPG振荡器对应的AGV开始运动；
S822.在
Figure 929648DEST_PATH_IMAGE008
时，控制所述第一CPG振荡器对应的AGV停止运动；
S823.在
Figure 345848DEST_PATH_IMAGE009
时，控制所述第一CPG振荡器对应的AGV运动至初始位置；
S824.在
Figure 393787DEST_PATH_IMAGE010
且
Figure 881531DEST_PATH_IMAGE011
时，控制所述第一CPG振荡器对应的AGV保持原运动状态。
通过控制
Figure 326288DEST_PATH_IMAGE002
值控制群组中所有AGV的运动，简化了控制，有利于同时控制大量的AGV。
进一步的，步骤S2包括：根据以下公式计算所述第一工作频率：
Figure 913390DEST_PATH_IMAGE012
；
其中，
Figure 968064DEST_PATH_IMAGE013
为所述第一工作频率，
Figure 462762DEST_PATH_IMAGE004
为所述第一工作周期；
步骤S6包括：求解以下方程得到所述第一CPG振荡器的所述第一节律信号：
Figure 732331DEST_PATH_IMAGE014
；
其中，
Figure 457711DEST_PATH_IMAGE015
为第一CPG振荡器和任一第二CPG振荡器之间的耦合系数，
Figure 140627DEST_PATH_IMAGE005
为所述第一节律信号，
Figure 111120DEST_PATH_IMAGE016
为所述第二节律信号，
Figure 264889DEST_PATH_IMAGE017
为所述第一相位差，
Figure 447654DEST_PATH_IMAGE018
为所述第三相位差，
Figure 257347DEST_PATH_IMAGE019
为控制系统对第一CPG振荡器的临时矫正参数，
Figure 31530DEST_PATH_IMAGE020
为所述第一节律信号的一阶导数。
通过计算，将各个AGV的节律信号耦合成CPG网络，用户无需再对每个AGV进行逐一控制，只需要控制其中一个AGV即可间接控制其他AGV的运动，大大降低了控制难度。
进一步的，步骤S3包括：
根据以下公式计算所述第一相位差：
Figure 711910DEST_PATH_IMAGE021
；
其中，
Figure 280557DEST_PATH_IMAGE022
为所述第一CPG振荡器的当前相位，
Figure 108704DEST_PATH_IMAGE023
为所述第一CPG振荡器的初始相位；
步骤S4包括：
根据以下公式计算各第二CPG振荡器的第二相位差：
Figure 155420DEST_PATH_IMAGE024
；
其中，
Figure 752623DEST_PATH_IMAGE025
为所述第二CPG振荡器的当前相位，
Figure 492172DEST_PATH_IMAGE026
为所述第二CPG振荡器的初始相位；
根据以下公式计算所述第三相位差：
Figure 542036DEST_PATH_IMAGE027
。
进一步的，步骤S3之前还包括：
S91.获取所述第一CPG振荡器对应的AGV执行对应工位任务时的第一运动信息，所述第一运动信息包括第一速度、第一位置和第一距离；
S92.根据所述第一运动信息获取所述第一CPG振荡器对应的AGV执行对应工位任务时的第一周期和第一频率；
S93.根据所述第一周期和第一频率计算所述第一CPG振荡器的当前相位；
S94.获取各所述第二CPG振荡器对应的AGV执行对应工位任务时的第二运动信息，所述第二运动信息包括第二速度、第二位置和第二距离；
S95.根据各所述第二运动信息获取各所述第二CPG振荡器对应的AGV执行对应工位任务时的第二周期和第二频率；
S96.根据各所述第二周期和第二频率计算对应的所述第二CPG振荡器的当前相位。
进一步的，所述CPG振荡器均为Kuramoto相位振荡器。
进一步的，步骤S821包括：
利用DAW算法进行路径规划并控制所述第一CPG振荡器对应的AGV根据规划的路径开始运动；
步骤S823包括：
利用所述DAW算法进行路径规划并控制所述第一CPG振荡器对应的AGV根据规划的路径运动至初始位置。
通过DAW算法使AGV适应场地并规划出移动路径，无需预先对场地进行刻意布局，使得AGV能够快速投入使用。
第二方面，本发明还提供了一种基于CPG的AGV控制装置，用于AGV的控制系统以控制群组中AGV的运动，所述群组至少包括2个AGV，所有所述AGV均配置有一个CPG振荡器，所述基于CPG的AGV控制装置包括：
第一获取模块，用于获取所有AGV整体的第一工作周期；
第一计算模块，用于根据所述第一工作周期计算所有所述CPG振荡器的第一工作频率；
第二获取模块，用于获取第一CPG振荡器的第一相位差；所述第一CPG振荡器为其中一个所述AGV的所述CPG振荡器；
第二计算模块，用于根据所述第一相位差计算第一CPG振荡器和各个第二CPG振荡器之间的第三相位差；所述第二CPG振荡器是与所述第一CPG振荡器存在耦合关系的所述CPG振荡器；
第三获取模块，用于获取各个所述第二CPG振荡器的第二节律信号；
第三计算模块，用于基于所述第一工作频率和所述第一相位差，根据每个所述第二CPG振荡器对应的所述第三相位差和所述第二节律信号计算得到所述第一CPG振荡器的一个第一节律信号；
选取模块，用于从各所述第一节律信号中选取一个有效的第一节律信号；
映射模块，用于把所述有效的第一节律信号映射至所述第一CPG振荡器对应的AGV的控制信号上，以控制所述第一CPG振荡器对应的AGV。
群组中的所有AGV耦合成一个整体，当某个AGV发生故障时，所关联的其他AGV都可以及时做出反应，有效降低严重事故的发生风险。
第三方面，本发明提供了一种电子设备，包括处理器以及存储器，所述存储器存储有计算机可读取指令，当所述计算机可读取指令由所述处理器执行时，运行如上述基于CPG的AGV控制方法中的步骤。
第四方面，本发明提供了一种存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时运行如上述基于CPG的AGV控制方法中的步骤。
由上可知，本申请利用简单的控制算法将群组中的AGV关联在一起，一方面用户对群组中某个AGV进行调整或需要增减AGV数量时，群组中的其它AGV也会相应做出调整，无需用户逐一进行设置，实现了控制所有AGV的同时亦降低了控制难度；另一方面当群组中某个AGV出现故障时，其它AGV也会迅速做出反应调整自身的工作状态，有效避免故障导致安全事故的发生。
本申请的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请了解。本申请的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
图1为本申请实施例提供的基于CPG的AGV控制方法的一种流程图。
图2为本申请实施例提供的基于CPG的AGV控制装置的一种结构示意图。
图3为本申请实施例提供的电子设备的结构示意图。
图4为本申请实施例中的一种AGV运动控制原理框图。
标号说明：100、第一获取模块；200、第一计算模块；300、第二获取模块；400、第二计算模块；500、第三获取模块；600、第三计算模块；700、选取模块；800、映射模块；1301、处理器；1302、存储器；1303、通信总线。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
AGV已成为各行各业中必不可少的重要角色，各种功能的AGV能够有效代替人力执行各种任务，例如搬运货物、寻迹导航、清扫用地等。实际应用中，当需要用到大量AGV时，若分别对各个AGV进行一对一控制，则控制难度会随AGV的数量增多而提高，控制困难会降低AGV的工作效率，同时无法及时应对突发情况，例如，在第一工位下执行任务的AGV有3个分别为A、B和C，当A发生故障时（例如电量耗尽、碰撞损坏、过热烧毁等）理应控制同一工位下的所有AGV停止运行以避免事故恶化，若采用上述一对一模式控制，则用户需要找出B和C并加以控制，然而大多数情况下，用户并不清楚故障的AGV具体为哪一个AGV，因此用户通常需要经过排查找到A，并根据其工位信息找出B和C并通过控制中心控制B和C停止运行，显然该过程花费了大量时间，有可能导致事故进一步恶化；又例如，在第二工位下执行任务的AGV有2个分别为D和E，而有些情况下，在A发生故障时，用户有可能为了避免事故恶化而选择将各个工位的所有AGV（A、B、C、D和E）全部停止运行后再进行故障排查，然而这种方式会使得第二工位下正常工作的D和E停止运行导致影响第二工位的工作进度。
因此在某些优选的实施例中，基于CPG的AGV控制方法，用于AGV的控制系统以控制群组中AGV的运动，群组至少包括2个AGV，其中，所有AGV均配置有一个CPG振荡器；包括步骤：
S1.获取所有AGV整体的第一工作周期；
S2.根据第一工作周期计算所有CPG振荡器的第一工作频率；
S3.获取第一CPG振荡器的第一相位差；第一CPG振荡器为其中一个AGV的CPG振荡器；
S4.根据第一相位差计算第一CPG振荡器和各个第二CPG振荡器之间的第三相位差；第二CPG振荡器是与第一CPG振荡器存在耦合关系的CPG振荡器；
S5.获取各个第二CPG振荡器的第二节律信号；
S6.基于第一工作频率和第一相位差，根据每个第二CPG振荡器对应的第三相位差和第二节律信号计算得到第一CPG振荡器的一个第一节律信号；
S7.从各第一节律信号中选取一个有效的第一节律信号；
S8.把有效的第一节律信号映射至第一CPG振荡器对应的AGV的控制信号上，以控制第一CPG振荡器对应的AGV。
中枢模式发生器（CPG）是一种不需要传感器反馈就能产生节律模式输出的神经网络，运动一般可分为三大类:反射运动、随意运动和节律性运动，一般而言，产生节律运动活动的神经环路被称为中枢模式发生器；CPG为现有技术在此不再赘述。
本实施例中，初始状态下，群组中的各个AGV并未进行相互耦合形成CPG网络，此时需要用户对群组中的任意一个AGV设置一个或多个预设的节律信号作为第二节律信号（即第二节律信号为已知），通过该第二节律信号，群组中的其他AGV即可计算出自身的第一节律信号，需要说明的是，当第一节律信号通过计算所得后，则对应的AGV的节律信号为已知，因此其他AGV亦可以通过该AGV的节律信号计算出自身的第一节律信号（即上一AGV计算出的第一节律信号可以作为下一AGV的第二节律信号进行计算）；例如，群组中有3个AGV分别为F、G和H，用户为F预设一个节律信号f，则G通过节律信号f可以计算出第一节律信号g，则H可以通过第一节律信号g（相当于第二节律信号）计算出第一节律信号h’。
群组中的AGV通过节律信号两两相互耦合，从而将所有AGV耦合形成CPG网络，用户在控制各个AGV时，只需要控制其中一个AGV，则其他AGV会在CPG网络的关联作用下做出调整；例如，多个AGV正在执行巡航任务，当用户控制其中一个AGV停止运动时，则其他AGV会在CPG网络的关联作用下同步停止运动，无需用户再对其他AGV进行一对一的控制，大大降低了控制难度，有利于在发生故障时群组中的AGV能够及时响应。
需要说明的是，在实际应用中，H亦可以通过节律信号f计算出第一节律信号h’’，此时H需要在第一节律信号h’和第一节律信号h’’中选择出有效的第一节律信号h映射至H的控制信号中以实现对H的控制。而有效的第一节律信号的选取由两个AGV之间的关联程度的强弱决定，AGV之间的关联程度可以由用户预设；例如，第一工位下有2个AGV分别为I和J，第二工位下有2个AGV分别为K和L，当I故障发生时，同一工位下的J应当被立刻停止运行，而第二工位下的K和L可能并不受I的影响可以继续运行，显然I和J的关联程度应当强于I和K（或I和L），因此I通过J、K和L分别计算出多个第一节律信号时，应当根据关联程度的强弱决定最终用于映射至I的控制信号中的有效的第一节律信号。
还需要说明的是，上述第一工作周期指的是群组中所有AGV完成一次整体任务时所用的时间；例如，在流水线上，群组中的所有AGV所需要完成的整体任务包括：第一工位任务为产品组装，第二工位任务为产品包装，第三工位任务为将产品搬运至仓库；第一工作周期指的则是第一工位任务、第二工位任务和第三工位任务按流程完成一次所需的时间；然后根据第一工作周期即可计算出群组中所有AGV执行整体任务过程中的第一工作频率。
在实际应用中，控制AGV的运动一般通过改变AGV的运动参数实现，例如通过控制系统调整AGV的移动速度、转角速度、转角、移动距离、输出力矩等等，然而需要调整的运动参数越多，则控制过程越繁琐。
在某些优选的实施例中，参考附图4，步骤S8包括：
S81.根据以下公式将有效的第一节律信号映射至第一CPG振荡器对应的AGV的控制信号上：
Figure 392443DEST_PATH_IMAGE001
；
其中，
Figure 312994DEST_PATH_IMAGE002
为第一CPG振荡器对应的AGV的控制信号，
Figure 223444DEST_PATH_IMAGE003
为增益参数，
Figure 760604DEST_PATH_IMAGE004
为第一工作周期，
Figure 211439DEST_PATH_IMAGE005
为有效的第一节律信号，
Figure 720918DEST_PATH_IMAGE006
为调整参数；
S82.根据
Figure 548408DEST_PATH_IMAGE002
值控制第一CPG振荡器对应的AGV的运动：
S821.在
Figure 369603DEST_PATH_IMAGE007
时，控制第一CPG振荡器对应的AGV开始运动；
S822.在
Figure 765074DEST_PATH_IMAGE008
时，控制第一CPG振荡器对应的AGV停止运动；
S823.在
Figure 191376DEST_PATH_IMAGE009
时，控制第一CPG振荡器对应的AGV运动至初始位置；
S824.在
Figure 178049DEST_PATH_IMAGE010
且
Figure 689802DEST_PATH_IMAGE011
时，控制第一CPG振荡器对应的AGV保持原运动状态。
本实施例中，第一节律信号并不能直接用于控制AGV的运动，需要将第一节律信号映射至对应AGV的控制信号上才能够实现有效的控制，当需要对AGV进行控制时，仅需要控制
Figure 685702DEST_PATH_IMAGE028
值即可，无需对AGV的各个运动参数进行调整。
需要说明的是，上述初始位置指的是由用户预设的位置，例如执行搬运任务时，初始位置则可以为移动路径的起点；增益参数可以根据AGV的实际运动状态进行调整或由用户预设；调整参数根据实际需要进行调整或由用户预设，可以用于切换AGV的运动状态。
在某些实施例中，步骤S2包括：根据以下公式计算第一工作频率：
Figure 700931DEST_PATH_IMAGE012
；
其中，
Figure 124085DEST_PATH_IMAGE013
为第一工作频率，
Figure 857554DEST_PATH_IMAGE004
为第一工作周期；
步骤S6包括：求解以下方程得到第一CPG振荡器的第一节律信号：
Figure 657146DEST_PATH_IMAGE014
；
其中，
Figure 792461DEST_PATH_IMAGE015
为第一CPG振荡器和任一第二CPG振荡器之间的耦合系数，
Figure 386515DEST_PATH_IMAGE005
为第一节律信号，
Figure 607281DEST_PATH_IMAGE016
为第二节律信号，
Figure 944984DEST_PATH_IMAGE017
为第一相位差，
Figure 200385DEST_PATH_IMAGE018
为第三相位差，
Figure 156884DEST_PATH_IMAGE019
为控制系统对第一CPG振荡器的临时矫正参数，
Figure 130525DEST_PATH_IMAGE020
为第一节律信号的一阶导数。
群组中各个AGV通过上述步骤相互关联以形成相互耦合的CPG网络，当用户向群组中添加新的AGV时，该AGV的节律信号亦会通过上述步骤耦合到已有的CPG网络中与其他AGV形成关联，因为新的AGV加入，与新AGV关联程度较高的AGV的运动状态会出现变化，对应的节律信号亦会发生变化，例如，已有3个相互关联的AGV正在执行搬运任务，此时用户将新的1个AGV加入到群组中协助完成搬运任务，因为4个AGV执行搬运任务的效率显然会比3个AGV的效率要高，因此新的AGV加入时，原来的3个AGV的运动频率和运动周期必然会改变（例如AGV的移动速度变得更快，周期缩短），各个AGV的节律信号亦随之变化（在4个AGV的节律信号耦合形成时该变化趋于稳定），而因为节律信号只影响AGV运动时
Figure 708137DEST_PATH_IMAGE002
值的变化（例如，原来AGV移动至A位置时
Figure 319509DEST_PATH_IMAGE008
，此时AGV停止运动；而新的AGV加入群组后，该AGV节律信号改变以致需要移动至B位置时
Figure 753902DEST_PATH_IMAGE002
值才小于-1，AGV才停止运动），但并不影响控制系统的控制逻辑（根据
Figure 450724DEST_PATH_IMAGE002
值控制运动），因此控制系统能够直接适用并不需要因为群组改变而进行更新。
又例如上述3个AGV中其中一个AGV出现故障被取出进行维修，此时剩下的2个AGV的节律信号出现变化，以致映射到两个AGV上的控制信号
Figure 894344DEST_PATH_IMAGE002
值持续小于<-1，即AGV保持停止运动，即用户取出一个AGV后，其余AGV自动停止运动，无需用户再进行控制，大大提高了控制效率。
需要说明的是，
Figure 563485DEST_PATH_IMAGE029
即代表第一CPG振荡器对应的AGV和第二CPG振荡器对应的AGV之间的关联程度，可以通过实验得出；临时矫正参数可由用户预设或通过实验所得。
在某些实施例中，步骤S3包括：
根据以下公式计算第一相位差：
Figure 168779DEST_PATH_IMAGE021
；
其中，
Figure 556160DEST_PATH_IMAGE022
为第一CPG振荡器的当前相位，
Figure 803471DEST_PATH_IMAGE023
为第一CPG振荡器的初始相位；
步骤S4包括：
根据以下公式计算各第二CPG振荡器的第二相位差：
Figure 123856DEST_PATH_IMAGE024
；
其中，
Figure 368892DEST_PATH_IMAGE025
为第二CPG振荡器的当前相位，
Figure 742105DEST_PATH_IMAGE026
为第二CPG振荡器的初始相位；
根据以下公式计算第三相位差：
Figure 763413DEST_PATH_IMAGE027
。
在某些实施例中，步骤S3之前还包括：
S91.获取第一CPG振荡器对应的AGV执行对应工位任务时的第一运动信息，第一运动信息包括第一速度、第一位置和第一距离；
S92.根据第一运动信息获取第一CPG振荡器对应的AGV执行对应工位任务时的第一周期和第一频率；
S93.根据第一周期和第一频率计算第一CPG振荡器的当前相位；
S94.获取各第二CPG振荡器对应的AGV执行对应工位任务时的第二运动信息，第二运动信息包括第二速度、第二位置和第二距离；
S95.根据各第二运动信息获取各第二CPG振荡器对应的AGV执行对应工位任务时的第二周期和第二频率；
S96.根据各第二周期和第二频率计算对应的第二CPG振荡器的当前相位。
本实施例中，群组中的各个AGV在相互耦合关联成CPG网络之前，各个AGV都有各自需要执行的工位任务，根据各个AGV在对应工位上的运动参数即能够获取到该AGV执行该工位任务时的周期和频率；例如，某个AGV的工位任务为在N、M两地来回搬运货物，则根据AGV的移动速度、移动距离即可计算出该AGV完成一次工位任务时所用的时间（即周期），再通过周期获取该AGV的频率，根据频率即可计算出该AGV的相位（此为现有技术在此不再赘述）。
需要说明的是，上述第一运动信息不仅限于包含第一速度、第一位置和第一距离；第二运动信息不仅限于包含第二速度、第二位置和第二距离；在实际应用时可按需求调整；上述初始相位指的是工作周期开始时的相位，第一距离和第二距离指的是AGV执行一次工位任务时所移动的距离。
在某些实施例中，CPG振荡器均为Kuramoto相位振荡器
在实际应用中，AGV的移动路径可以由用户预设（例如在地面上设置引导线或路标，AGV通过视觉识别进行寻迹行驶；或预设AGV移动一定距离后调整前进方向等），AGV执行任务时则按预设的路径进行移动。
在某些优选的实施例中，步骤S821包括：
利用DAW算法进行路径规划并控制第一CPG振荡器对应的AGV根据规划的路径开始运动；
步骤S823包括：
利用DAW算法进行路径规划并控制第一CPG振荡器对应的AGV根据规划的路径运动至初始位置。
利用DAW算法，能够帮助AGV实现针对实际场景的路径规划，无需用户进行手动预设，免除在场地上铺设引导线或路标，使AGV在不同的场地都能够快速布置投入使用。DAW算法为现有技术，在此不再赘述。
请参照图2，图2是本申请一些实施例中的一种基于CPG的AGV控制装置，用于AGV的控制系统以控制群组中AGV的运动，群组至少包括2个AGV，所有AGV均配置有一个CPG振荡器，该基于CPG的AGV控制装置以计算机程序的形式集成在该基于CPG的AGV控制装置的后端控制设备中，该基于CPG的AGV控制装置包括：
第一获取模块100，用于获取所有AGV整体的第一工作周期；
第一计算模块200，用于根据第一工作周期计算所有CPG振荡器的第一工作频率；
第二获取模块300，用于获取第一CPG振荡器的第一相位差；第一CPG振荡器为其中一个AGV的CPG振荡器；
第二计算模块400，用于根据第一相位差计算第一CPG振荡器和各个第二CPG振荡器之间的第三相位差；第二CPG振荡器是与第一CPG振荡器存在耦合关系的CPG振荡器；
第三获取模块500，用于获取各个第二CPG振荡器的第二节律信号；
第三计算模块600，用于基于第一工作频率和第一相位差，根据每个第二CPG振荡器对应的第三相位差和第二节律信号计算得到第一CPG振荡器的一个第一节律信号；
选取模块700，用于从各第一节律信号中选取一个有效的第一节律信号；
映射模块800，用于把有效的第一节律信号映射至第一CPG振荡器对应的AGV的控制信号上，以控制第一CPG振荡器对应的AGV。
在某些实施例中，映射模块800在用于把有效的第一节律信号映射至第一CPG振荡器对应的AGV的控制信号上，以控制第一CPG振荡器对应的AGV的时候执行：
S81.根据以下公式将有效的第一节律信号映射至第一CPG振荡器对应的AGV的控制信号上：
Figure 469463DEST_PATH_IMAGE001
；
其中，
Figure 682138DEST_PATH_IMAGE002
为第一CPG振荡器对应的AGV的控制信号，
Figure 852568DEST_PATH_IMAGE003
为增益参数，
Figure 379364DEST_PATH_IMAGE004
为第一工作周期，
Figure 907298DEST_PATH_IMAGE005
为有效的第一节律信号，
Figure 57919DEST_PATH_IMAGE006
为调整参数；
根据
Figure 140144DEST_PATH_IMAGE002
值控制第一CPG振荡器对应的AGV的运动：
在
Figure 768834DEST_PATH_IMAGE007
时，控制第一CPG振荡器对应的AGV开始运动；
在
Figure 416853DEST_PATH_IMAGE008
时，控制第一CPG振荡器对应的AGV停止运动；
在
Figure 676058DEST_PATH_IMAGE009
时，控制第一CPG振荡器对应的AGV运动至初始位置；
在
Figure 573476DEST_PATH_IMAGE010
且
Figure 5857DEST_PATH_IMAGE011
时，控制第一CPG振荡器对应的AGV保持原运动状态。
在某些实施例中，第一计算模块200在根据第一工作周期计算所有CPG振荡器的第一工作频率的时候执行：
根据以下公式计算第一工作频率：
Figure 603322DEST_PATH_IMAGE012
；
其中，
Figure 797543DEST_PATH_IMAGE013
为第一工作频率，
Figure 152563DEST_PATH_IMAGE004
为第一工作周期；
第三计算模块600在基于第一工作频率和第一相位差，根据每个第二CPG振荡器对应的第三相位差和第二节律信号计算得到第一CPG振荡器的一个第一节律信号的时候执行：
求解以下方程得到第一CPG振荡器的第一节律信号：
Figure 450952DEST_PATH_IMAGE014
；
其中，
Figure 870301DEST_PATH_IMAGE015
为第一CPG振荡器和任一第二CPG振荡器之间的耦合系数，
Figure 990748DEST_PATH_IMAGE005
为第一节律信号，
Figure 66021DEST_PATH_IMAGE016
为第二节律信号，
Figure 840204DEST_PATH_IMAGE017
为第一相位差，
Figure 520584DEST_PATH_IMAGE018
为第三相位差，
Figure 885968DEST_PATH_IMAGE019
为控制系统对第一CPG振荡器的临时矫正参数，
Figure 182957DEST_PATH_IMAGE020
为第一节律信号的一阶导数。
在某些实施例中，第二获取模块300在用于获取第一CPG振荡器的第一相位差；第一CPG振荡器为其中一个AGV的CPG振荡器的时候执行：
根据以下公式计算第一相位差：
Figure 229673DEST_PATH_IMAGE021
；
其中，
Figure 623614DEST_PATH_IMAGE022
为第一CPG振荡器的当前相位，
Figure 832004DEST_PATH_IMAGE023
为第一CPG振荡器的初始相位；
第二计算模块400在用于根据第一相位差计算第一CPG振荡器和各个第二CPG振荡器之间的第三相位差；第二CPG振荡器是与第一CPG振荡器存在耦合关系的CPG振荡器的时候执行：
根据以下公式计算各第二CPG振荡器的第二相位差：
Figure 678606DEST_PATH_IMAGE024
；
其中，
Figure 529013DEST_PATH_IMAGE025
为第二CPG振荡器的当前相位，
Figure 715143DEST_PATH_IMAGE026
为第二CPG振荡器的初始相位；
根据以下公式计算第三相位差：
Figure 422330DEST_PATH_IMAGE027
。
在某些实施例中，第二获取模块300在用于获取第一CPG振荡器的第一相位差；第一CPG振荡器为其中一个AGV的CPG振荡器之前执行：
S91.获取第一CPG振荡器对应的AGV执行对应工位任务时的第一运动信息，第一运动信息包括第一速度、第一位置和第一距离；
S92.根据第一运动信息获取第一CPG振荡器对应的AGV执行对应工位任务时的第一周期和第一频率；
S93.根据第一周期和第一频率计算第一CPG振荡器的当前相位；
S94.获取各第二CPG振荡器对应的AGV执行对应工位任务时的第二运动信息，第二运动信息包括第二速度、第二位置和第二距离；
S95.根据各第二运动信息获取各第二CPG振荡器对应的AGV执行对应工位任务时的第二周期和第二频率；
S96.根据各第二周期和第二频率计算对应的第二CPG振荡器的当前相位。
在某些实施例中，CPG振荡器均为Kuramoto相位振荡器。
在某些实施例中，映射模块800在用于在
Figure 195377DEST_PATH_IMAGE007
时，控制第一CPG振荡器对应的AGV开始运动的时候执行：
利用DAW算法进行路径规划并控制第一CPG振荡器对应的AGV根据规划的路径开始运动；
映射模块800在用于在
Figure 879168DEST_PATH_IMAGE008
时，控制第一CPG振荡器对应的AGV运动至初始位置的时候执行：
利用DAW算法进行路径规划并控制第一CPG振荡器对应的AGV根据规划的路径运动至初始位置。
请参照图3，图3为本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图，本申请提供一种电子设备，包括：处理器1301和存储器1302，处理器1301和存储器1302通过通信总线1303和/或其他形式的连接机构（未标出）互连并相互通讯，存储器1302存储有处理器1301可执行的计算机程序，当计算设备运行时，处理器1301执行该计算机程序，以执行上述第一方面的实施例的任一可选的实现方式中的 基于CPG的AGV控制方法，以实现以下功能：获取所有AGV整体的第一工作周期；根据第一工作周期计算所有CPG振荡器的第一工作频率；获取第一CPG振荡器的第一相位差；第一CPG振荡器为其中一个AGV的CPG振荡器；根据第一相位差计算第一CPG振荡器和各个第二CPG振荡器之间的第三相位差；第二CPG振荡器是与第一CPG振荡器存在耦合关系的CPG振荡器；获取各个第二CPG振荡器的第二节律信号；基于第一工作频率和第一相位差，根据每个第二CPG振荡器对应的第三相位差和第二节律信号计算得到第一CPG振荡器的一个第一节律信号；从各第一节律信号中选取一个有效的第一节律信号；把有效的第一节律信号映射至第一CPG振荡器对应的AGV的控制信号上，以控制第一CPG振荡器对应的AGV。
本申请实施例提供一种存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时，执行上述第一方面的实施例的任一可选的实现方式中的基于CPG的AGV控制方法，以实现以下功能：
获取所有AGV整体的第一工作周期；根据第一工作周期计算所有CPG振荡器的第一工作频率；获取第一CPG振荡器的第一相位差；第一CPG振荡器为其中一个AGV的CPG振荡器；根据第一相位差计算第一CPG振荡器和各个第二CPG振荡器之间的第三相位差；第二CPG振荡器是与第一CPG振荡器存在耦合关系的CPG振荡器；获取各个第二CPG振荡器的第二节律信号；基于第一工作频率和第一相位差，根据每个第二CPG振荡器对应的第三相位差和第二节律信号计算得到第一CPG振荡器的一个第一节律信号；从各第一节律信号中选取一个有效的第一节律信号；把有效的第一节律信号映射至第一CPG振荡器对应的AGV的控制信号上，以控制第一CPG振荡器对应的AGV。
其中，存储介质可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，如静态随机存取存储器（Static Random Access Memory, 简称SRAM），电可擦除可编程只读存储器（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory, 简称EEPROM），可擦除可编程只读存储器（Erasable Programmable Read Only Memory, 简称EPROM），可编程只读存储器（Programmable Red-Only Memory, 简称PROM），只读存储器（Read-OnlyMemory, 简称ROM），磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。
在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
另外，作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
再者，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。
在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.基于CPG的AGV控制方法，用于AGV的控制系统以控制群组中AGV的运动，所述群组至少包括2个AGV，其特征在于，所有所述AGV均配置有一个CPG振荡器，包括步骤：
S1.获取所有AGV整体的第一工作周期；
S2.根据所述第一工作周期计算所有所述CPG振荡器的第一工作频率；
S3.获取第一CPG振荡器的第一相位差；所述第一CPG振荡器为其中一个所述AGV的所述CPG振荡器；
S4.根据所述第一相位差计算所述第一CPG振荡器和各个第二CPG振荡器之间的第三相位差；所述第二CPG振荡器是与所述第一CPG振荡器存在耦合关系的所述CPG振荡器；
S5.获取各个所述第二CPG振荡器的第二节律信号；
S6.基于所述第一工作频率和所述第一相位差，根据每个所述第二CPG振荡器对应的所述第三相位差和所述第二节律信号计算得到所述第一CPG振荡器的一个第一节律信号；
S7.从各所述第一节律信号中选取一个有效的第一节律信号；
S8.把所述有效的第一节律信号映射至所述第一CPG振荡器对应的AGV的控制信号上，以控制所述第一CPG振荡器对应的AGV。
2.根据权利要求1所述的基于CPG的AGV控制方法，其特征在于，步骤S8包括：
S81.根据以下公式将所述有效的第一节律信号映射至所述第一CPG振荡器对应的AGV的控制信号上：
Figure 21718DEST_PATH_IMAGE001
；
其中，
Figure 601604DEST_PATH_IMAGE002
为所述第一CPG振荡器对应的AGV的控制信号，
Figure 127526DEST_PATH_IMAGE003
为增益参数，
Figure 552691DEST_PATH_IMAGE004
为所述第一工作周期，
Figure 11616DEST_PATH_IMAGE005
为所述有效的第一节律信号，
Figure 965666DEST_PATH_IMAGE006
为调整参数；
S82.根据
Figure 244463DEST_PATH_IMAGE002
值控制所述第一CPG振荡器对应的AGV的运动：
S821.在
Figure 676581DEST_PATH_IMAGE007
时，控制所述第一CPG振荡器对应的AGV开始运动；
S822.在
Figure 712715DEST_PATH_IMAGE008
时，控制所述第一CPG振荡器对应的AGV停止运动；
S823.在
Figure 837666DEST_PATH_IMAGE009
时，控制所述第一CPG振荡器对应的AGV运动至初始位置；
S824.在
Figure 338180DEST_PATH_IMAGE010
且
Figure 636306DEST_PATH_IMAGE011
时，控制所述第一CPG振荡器对应的AGV保持原运动状态。
3.根据权利要求1所述的基于CPG的AGV控制方法，其特征在于，步骤S2包括：根据以下公式计算所述第一工作频率：
Figure 974883DEST_PATH_IMAGE012
；
其中，
Figure 365676DEST_PATH_IMAGE013
为所述第一工作频率，
Figure 87906DEST_PATH_IMAGE004
为所述第一工作周期；
步骤S6包括：求解以下方程得到所述第一CPG振荡器的所述第一节律信号：
Figure 658565DEST_PATH_IMAGE014
；
其中，
Figure 117228DEST_PATH_IMAGE015
为所述第一CPG振荡器和任一所述第二CPG振荡器之间的耦合系数，
Figure 147763DEST_PATH_IMAGE005
为所述第一节律信号，
Figure 855825DEST_PATH_IMAGE016
为所述第二节律信号，
Figure 934902DEST_PATH_IMAGE017
为所述第一相位差，
Figure 310388DEST_PATH_IMAGE018
为所述第三相位差，
Figure 449508DEST_PATH_IMAGE019
为所述控制系统对所述第一CPG振荡器的临时矫正参数，
Figure 910445DEST_PATH_IMAGE020
为所述第一节律信号的一阶导数。
4.根据权利要求1所述的基于CPG的AGV控制方法，其特征在于，步骤S3包括：
根据以下公式计算所述第一相位差：
Figure 589950DEST_PATH_IMAGE021
；
其中，
Figure 554364DEST_PATH_IMAGE022
为所述第一CPG振荡器的当前相位，
Figure 876104DEST_PATH_IMAGE023
为所述第一CPG振荡器的初始相位；
步骤S4包括：
根据以下公式计算各所述第二CPG振荡器的第二相位差：
Figure 558758DEST_PATH_IMAGE024
；
其中，
Figure 573112DEST_PATH_IMAGE025
为所述第二CPG振荡器的当前相位，
Figure 126454DEST_PATH_IMAGE026
为所述第二CPG振荡器的初始相位；
根据以下公式计算所述第三相位差：
Figure 200851DEST_PATH_IMAGE027
。
5.根据权利要求4所述的基于CPG的AGV控制方法，其特征在于，步骤S3之前还包括：
S91.获取所述第一CPG振荡器对应的AGV执行对应工位任务时的第一运动信息，所述第一运动信息包括第一速度、第一位置和第一距离；
S92.根据所述第一运动信息获取所述第一CPG振荡器对应的AGV执行对应工位任务时的第一周期和第一频率；
S93.根据所述第一周期和第一频率计算所述第一CPG振荡器的当前相位；
S94.获取各所述第二CPG振荡器对应的AGV执行对应工位任务时的第二运动信息，所述第二运动信息包括第二速度、第二位置和第二距离；
S95.根据各所述第二运动信息获取各所述第二CPG振荡器对应的AGV执行对应工位任务时的第二周期和第二频率；
S96.根据各所述第二周期和第二频率计算对应的所述第二CPG振荡器的当前相位。
6.根据权利要求1所述的基于CPG的AGV控制方法，其特征在于，所述CPG振荡器均为Kuramoto相位振荡器。
7.根据权利要求2所述的基于CPG的AGV控制方法，其特征在于，步骤S821包括：
利用DAW算法进行路径规划并控制所述第一CPG振荡器对应的AGV根据规划的路径开始运动；
步骤S823包括：
利用所述DAW算法进行路径规划并控制所述第一CPG振荡器对应的AGV根据规划的路径运动至初始位置。
8.一种基于CPG的AGV控制装置，用于AGV的控制系统以控制群组中AGV的运动，所述群组至少包括2个AGV，其特征在于，所有所述AGV均配置有一个CPG振荡器，所述基于CPG的AGV控制装置包括：
第一获取模块，用于获取所有AGV整体的第一工作周期；
第一计算模块，用于根据所述第一工作周期计算所有所述CPG振荡器的第一工作频率；
第二获取模块，用于获取第一CPG振荡器的第一相位差；所述第一CPG振荡器为其中一个所述AGV的所述CPG振荡器；
第二计算模块，用于根据所述第一相位差计算所述第一CPG振荡器和各个第二CPG振荡器之间的第三相位差；所述第二CPG振荡器是与所述第一CPG振荡器存在耦合关系的所述CPG振荡器；
第三获取模块，用于获取各个所述第二CPG振荡器的第二节律信号；
第三计算模块，用于基于所述第一工作频率和所述第一相位差，根据每个所述第二CPG振荡器对应的所述第三相位差和所述第二节律信号计算得到所述第一CPG振荡器的一个第一节律信号；
选取模块，用于从各所述第一节律信号中选取一个有效的第一节律信号；
映射模块，用于把所述有效的第一节律信号映射至所述第一CPG振荡器对应的AGV的控制信号上，以控制所述第一CPG振荡器对应的AGV。
9.一种电子设备，其特征在于，包括处理器以及存储器，所述存储器存储有计算机可读取指令，当所述计算机可读取指令由所述处理器执行时，运行如权利要求1-7任一项所述基于CPG的AGV控制方法中的步骤。
10.一种存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时运行如权利要求1-7任一项所述基于CPG的AGV控制方法中的步骤。
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