CN114061566A - 弧线导航方法、装置、设备及计算机可读存储介质 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种弧线导航方法，该方法包括：获取目标车辆当前行驶的弧线路径的相关信息、磁导间距以及当前航向角，其中，目标车辆安装有前后对称分布的前磁导航传感器和后磁导航传感器，磁导间距为前磁导航传感器与后磁导航传感器之间的最短距离，当前航向角为目标车辆在当前时刻的航向角；基于弧线路径的相关信息、磁导间距以及当前航向角，为目标车辆在弧线路径上进行下一时刻的弧线导航。本申请仅需要弧线路径的相关信息、磁导间距以及当前航向角，便可以实现弧线路径上的精确导航，提高了目标车辆的自动化程度和适用范围。本申请还提供了一种装置、设备及计算机可读存储介质。
Description
技术领域
本申请涉及计算机技术领域，特别涉及一种弧线导航方法、装置、设备及计算机可读存储介质。
背景技术
随着重载自动导引车(Automated Guided Vehicle，简称AGV)的发展，多差速轮组AGV成为了物流行业的关键设备，且随着自动化的发展，自动巡线导航成为了AGV必要的功能。
由于多差速轮组AGV无法实现连续的全向运动，因此，现有的导航算法无法适用于多差速轮组AGV。此外，目前较多的差速轮导航算法主要是针对两轮差速的AGV，也无法适用于多差速轮组AGV中。同时，随着导航路径复杂化，直线导航已经不能满足现有的需求，在很多使用场景中，弧线导航成为了自主导航的重要一部分，因此，亟需研发一种适用于多差速轮组AGV的弧线导航方法，以提高差速轮组AGV的自动化程度和适用范围。
发明内容
本申请提供了一种弧线导航方法、装置、设备及计算机可读存储介质，能够为车辆在弧线路径上进行精确导航。
第一方面，本申请提供了一种弧线导航方法，包括：
获取目标车辆当前行驶的弧线路径的相关信息、磁导间距以及当前航向角，其中，所述目标车辆安装有前后对称分布的前磁导航传感器和后磁导航传感器，所述磁导间距为所述前磁导航传感器与所述后磁导航传感器之间的最短距离，所述当前航向角为所述目标车辆在当前时刻的航向角；
基于所述弧线路径的相关信息、所述磁导间距以及所述当前航向角，为所述目标车辆在所述弧线路径上进行下一时刻的弧线导航。
可选的，所述弧线路径的相关信息包括弧线路径半径。
可选的，所述基于所述弧线路径的相关信息、所述磁导间距以及所述当前航向角，为所述目标车辆在所述弧线路径上进行下一时刻的弧线导航，包括：
根据所述弧线路径半径、所述磁导间距以及所述当前航向角，确定当前时刻的前磁导航速度方向夹角和后磁导航速度方向夹角，其中，所述前磁导航速度方向夹角为所述前磁导航传感器的中心位置的速度矢量与所述目标车辆的中轴线之间的夹角大小，所述后磁导航速度方向夹角为所述后磁导航传感器的中心位置的速度矢量与所述目标车辆的中轴线之间的夹角大小；
基于当前时刻的前磁导航速度方向夹角和后磁导航速度方向夹角，为所述目标车辆在所述弧线路径上进行下一时刻的弧线导航。
可选的，所述根据所述弧线路径半径、所述磁导间距以及所述当前航向角，确定当前时刻的前磁导航速度方向夹角和后磁导航速度方向夹角，包括：
根据所述弧线路径半径、所述磁导间距以及所述当前航向角，确定第一横向位移，其中，所述第一横向位移为所述前磁导航传感器的中心位置与所述弧线路径的圆弧起点之间的横向位移；
基于所述第一横向位移，确定当前时刻的前磁导航速度方向夹角和后磁导航速度方向夹角。
可选的，所述根据所述弧线路径半径、所述磁导间距以及所述当前航向角，确定第一横向位移，包括：
当所述目标车辆由直线路径进入所述弧线路径、且所述前磁导航传感器和所述后磁导航传感器中的仅一个传感器处于所述弧线路径上时，根据所述磁导间距和所述当前航向角，确定第一横向位移；
当所述目标车辆已进入所述弧线路径、且所述前磁导航传感器和所述后磁导航传感器均处于所述弧线路径上时，或者当所述目标车辆由所述弧线路径驶出所述弧线路径、且所述前磁导航传感器和所述后磁导航传感器中的仅一个传感器处于所述弧线路径上时，根据所述弧线路径半径、所述磁导间距以及所述当前航向角，确定第一横向位移。
可选的，所述基于所述第一横向位移，确定当前时刻的前磁导航速度方向夹角和后磁导航速度方向夹角，包括：
根据所述第一横向位移、所述磁导间距、所述弧线路径半径、第二横向位移、第一纵向位移、第二纵向位移中的至少一项，确定当前时刻的前磁导航速度方向夹角和后磁导航速度方向夹角；
其中，所述第二横向位移为所述后磁导航传感器的中心位置与所述弧线路径的圆弧起点之间的横向位移，所述第一纵向位移为所述前磁导航传感器的中心位置与所述弧线路径的圆弧起点之间的纵向位移，所述第二纵向位移为所述后磁导航传感器的中心位置与所述弧线路径的圆弧起点之间的纵向位移。
可选的，所述基于当前时刻的前磁导航速度方向夹角和后磁导航速度方向夹角，为所述目标车辆在所述弧线路径上进行下一时刻的弧线导航，包括：
基于当前时刻的前磁导航速度方向夹角，得到下一时刻的前磁导航速度方向夹角，并且，基于当前时刻的后磁导航速度方向夹角，得到下一时刻的后磁导航速度方向夹角；
基于下一时刻的前磁导航速度方向夹角和后磁导航速度方向夹角，确定所述目标车辆在下一时刻的旋转中心；
基于所述目标车辆在下一时刻的旋转中心和旋转速度，为所述目标车辆在所述弧线路径上进行下一时刻的弧线导航。
可选的，所述基于当前时刻的前磁导航速度方向夹角，得到下一时刻的前磁导航速度方向夹角，包括：
根据所述前磁导航传感器在当前时刻读取的磁条偏差，采用比例纠偏策略，确定当前时刻的前磁导航速度方向夹角的补偿角，并利用该补偿角以及当前时刻的前磁导航速度方向夹角，得到下一时刻的前磁导航速度方向夹角；
相应地，所述基于当前时刻的后磁导航速度方向夹角，得到下一时刻的后磁导航速度方向夹角，包括：
根据所述后磁导航传感器在当前时刻读取的磁条偏差，采用比例纠偏策略，确定当前时刻的后磁导航速度方向夹角的补偿角，并利用该补偿角以及当前时刻的后磁导航速度方向夹角，得到下一时刻的后磁导航速度方向夹角。
可选的，所述根据所述前磁导航传感器在当前时刻读取的磁条偏差，采用比例纠偏策略，确定当前时刻的前磁导航速度方向夹角的补偿角，包括：
根据第一比例因子和预设的第一纠偏夹角阈值，确定当前时刻的前磁导航速度方向夹角的补偿角，其中，所述第一比例因子为所述前磁导航传感器对应的磁条偏差与磁导航量程的比值；
相应地，所述根据所述后磁导航传感器在当前时刻读取的磁条偏差，采用比例纠偏策略，确定当前时刻的后磁导航速度方向夹角的补偿角，包括：
根据第二比例因子和预设的第二纠偏夹角阈值，确定当前时刻的后磁导航速度方向夹角的补偿角，其中，所述第二比例因子为所述后磁导航传感器对应的磁条偏差与磁导航量程的比值。
可选的，所述方法还包括：
当所述弧线路径出现缺失时，将所述前磁导航速度方向夹角的补偿角和所述后磁导航速度方向夹角的补偿角设置为0。
可选的，当所述目标车辆在所述弧线路径的任一位置停止后，若启动弧线导航，则根据所述弧线路径的相关信息、所述磁导间距以及启动时刻的当前航向角来启动弧线导航。
第二方面，本申请提供了一种弧线导航装置，包括：
信息获取单元，用于获取目标车辆当前行驶的弧线路径的相关信息、磁导间距以及当前航向角，其中，所述目标车辆安装有前后对称分布的前磁导航传感器和后磁导航传感器，所述磁导间距为所述前磁导航传感器与所述后磁导航传感器之间的最短距离，所述当前航向角为所述目标车辆在当前时刻的航向角；
弧线导航单元，用于基于所述弧线路径的相关信息、所述磁导间距以及所述当前航向角，为所述目标车辆在所述弧线路径上进行下一时刻的弧线导航。
可选的，所述弧线路径的相关信息包括弧线路径半径。
可选的，所述弧线导航单元，包括：
速度方向确定子单元，用于根据所述弧线路径半径、所述磁导间距以及所述当前航向角，确定当前时刻的前磁导航速度方向夹角和后磁导航速度方向夹角，其中，所述前磁导航速度方向夹角为所述前磁导航传感器的中心位置的速度矢量与所述目标车辆的中轴线之间的夹角大小，所述后磁导航速度方向夹角为所述后磁导航传感器的中心位置的速度矢量与所述目标车辆的中轴线之间的夹角大小；
弧线路径导航子单元，用于基于当前时刻的前磁导航速度方向夹角和后磁导航速度方向夹角，为所述目标车辆在所述弧线路径上进行下一时刻的弧线导航。
可选的，所述速度方向确定子单元，包括：
横向位移确定子单元，用于根据所述弧线路径半径、所述磁导间距以及所述当前航向角，确定第一横向位移，其中，所述第一横向位移为所述前磁导航传感器的中心位置与所述弧线路径的圆弧起点之间的横向位移；
第一夹角确定子单元，用于基于所述第一横向位移，确定当前时刻的前磁导航速度方向夹角和后磁导航速度方向夹角。
可选的，所述横向位移确定子单元，具体用于：
当所述目标车辆由直线路径进入所述弧线路径、且所述前磁导航传感器和所述后磁导航传感器中的仅一个传感器处于所述弧线路径上时，根据所述磁导间距和所述当前航向角，确定第一横向位移；
当所述目标车辆已进入所述弧线路径、且所述前磁导航传感器和所述后磁导航传感器均处于所述弧线路径上时，或者当所述目标车辆由所述弧线路径驶出所述弧线路径、且所述前磁导航传感器和所述后磁导航传感器中的仅一个传感器处于所述弧线路径上时，根据所述弧线路径半径、所述磁导间距以及所述当前航向角，确定第一横向位移。
可选的，所述第一夹角确定子单元，具体用于：
根据所述第一横向位移、所述磁导间距、所述弧线路径半径、第二横向位移、第一纵向位移、第二纵向位移中的至少一项，确定当前时刻的前磁导航速度方向夹角和后磁导航速度方向夹角；
其中，所述第二横向位移为所述后磁导航传感器的中心位置与所述弧线路径的圆弧起点之间的横向位移，所述第一纵向位移为所述前磁导航传感器的中心位置与所述弧线路径的圆弧起点之间的纵向位移，所述第二纵向位移为所述后磁导航传感器的中心位置与所述弧线路径的圆弧起点之间的纵向位移。
可选的，所述弧线路径导航子单元，包括：
第二夹角确定子单元，用于基于当前时刻的前磁导航速度方向夹角，得到下一时刻的前磁导航速度方向夹角，并且，基于当前时刻的后磁导航速度方向夹角，得到下一时刻的后磁导航速度方向夹角；
旋转中心确定子单元，用于基于下一时刻的前磁导航速度方向夹角和后磁导航速度方向夹角，确定所述目标车辆在下一时刻的旋转中心；
弧线导航子单元，用于基于所述目标车辆在下一时刻的旋转中心和旋转速度，为所述目标车辆在所述弧线路径上进行下一时刻的弧线导航。
可选的，所述第二夹角确定子单元，包括：
第一纠偏子单元，用于根据所述前磁导航传感器在当前时刻读取的磁条偏差，采用比例纠偏策略，确定当前时刻的前磁导航速度方向夹角的补偿角，并利用该补偿角以及当前时刻的前磁导航速度方向夹角，得到下一时刻的前磁导航速度方向夹角；
第二纠偏子单元，用于根据所述后磁导航传感器在当前时刻读取的磁条偏差，采用比例纠偏策略，确定当前时刻的后磁导航速度方向夹角的补偿角，并利用该补偿角以及当前时刻的后磁导航速度方向夹角，得到下一时刻的后磁导航速度方向夹角。
可选的，所述第一纠偏子单元，具体用于：
根据第一比例因子和预设的第一纠偏夹角阈值，确定当前时刻的前磁导航速度方向夹角的补偿角，其中，所述第一比例因子为所述前磁导航传感器对应的磁条偏差与磁导航量程的比值；
所述第二纠偏子单元，具体用于：
根据第二比例因子和预设的第二纠偏夹角阈值，确定当前时刻的后磁导航速度方向夹角的补偿角，其中，所述第二比例因子为所述后磁导航传感器对应的磁条偏差与磁导航量程的比值。
可选的，所述装置还包括：
参数预设单元，用于当所述弧线路径出现缺失时，将所述前磁导航速度方向夹角的补偿角和所述后磁导航速度方向夹角的补偿角设置为0。
可选的，所述弧线路径导航子单元，还用于：
当所述目标车辆在所述弧线路径的任一位置停止后，若启动弧线导航，则根据所述弧线路径的相关信息、所述磁导间距以及启动时刻的当前航向角来启动弧线导航。
第三方面，本申请提供了一种电子设备，包括：处理器、存储器；
所述存储器，用于存储计算机程序；
所述处理器，用于通过调用所述计算机程序，执行上述弧线导航方法。
第四方面，本申请提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述弧线导航方法。
在以上本申请提供的技术方案中，获取目标车辆当前行驶的弧线路径的相关信息、磁导间距以及当前航向角，其中，目标车辆安装有前后对称分布的前磁导航传感器和后磁导航传感器，磁导间距为前磁导航传感器与后磁导航传感器之间的最短距离，当前航向角为目标车辆在当前时刻的航向角；基于弧线路径的相关信息、磁导间距以及当前航向角，为目标车辆在弧线路径上进行下一时刻的弧线导航。本申请仅需要弧线路径的相关信息、磁导间距以及当前航向角，便可以实现弧线路径上的精确导航，提高了目标车辆的自动化程度和适用范围。
附图说明
图1为本申请示出的差速轮组AGV示意图；
图2为本申请示出的一种弧线导航方法的流程示意图；
图3为本申请示出的弧线导航分析示意；
图4为本申请示出的差速轮组AGV在弧线中的三种情况示意图；
图5为本申请示出的一种弧线导航装置的组成示意图；
图6为本申请示出的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。
在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
应当理解，尽管在本申请可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本申请范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。
本申请实施例提供了一种弧线导航方法，为便于描述，将采用本弧线导航方法进行导航的车辆定义为目标车辆。在本申请实施例中，该方法具体可以是一种基于差速轮组AGV的弧线导航方法，如图1所示的差速轮组AGV示意图，图1所示的目标车辆是一种多差速轮组AGV，其中，该AGV安装有四个呈中心对称分布的差速轮组，每一差速轮组设有对称分布的左驱动轮和右驱动轮，该AGV还安装有前后对称分布的前磁导航传感器和后磁导航传感器，这两个磁导航传感器的距离为L；此外，可以以AGV自身坐标系为车身坐标系，车中心为原点，正前方为Y方向，正右方为X方向，给定AGV的Y方向速度为Vy。
参见图2，为本申请实施例提供的一种弧线导航方法的流程示意图，该方法包括以下步骤：
S201：获取目标车辆当前行驶的弧线路径的相关信息、磁导间距以及当前航向角，其中，目标车辆安装有前后对称分布的前磁导航传感器和后磁导航传感器，磁导间距为前磁导航传感器与后磁导航传感器之间的最短距离，当前航向角为目标车辆在当前时刻的航向角。
为了进行弧线导航，需要预先获取目标车辆当前行驶的弧线路径的相关信息、磁导间距以及当前航向角，以便进行下一时刻的弧线导航。
在本申请实施例中，弧线路径的相关信息可以包括弧线路径半径；磁导间距为前磁导航传感器与后磁导航传感器之间的最短距离L，比如图1所示的L，L可以通过预先测量前磁导航传感器与后磁导航传感器的中线点连线长度得到；当前航向角可以通过对目标车辆在上一时刻的旋转速度(比如图1所示的AGV角速度)进行积分得到。
S202：基于弧线路径的相关信息、磁导间距以及当前航向角，为目标车辆在弧线路径上进行下一时刻的弧线导航。
在本申请实施例中，由于弧线路径的相关信息可以包括弧线路径半径R，因此，可以基于弧线路径半径R、磁导间距L以及当前航向角cita，为目标车辆在弧线路径上进行下一时刻的弧线导航。
在本申请实施例的一种实现方式中，S202中的“基于弧线路径的相关信息、磁导间距以及当前航向角，为目标车辆在弧线路径上进行下一时刻的弧线导航”，可以包括以下步骤S2021-S2022：
S2021：根据弧线路径半径、磁导间距以及当前航向角，确定当前时刻的前磁导航速度方向夹角和后磁导航速度方向夹角。
其中，前磁导航速度方向夹角为前磁导航传感器的中心位置的速度矢量与目标车辆的中轴线之间的夹角大小；后磁导航速度方向夹角为后磁导航传感器的中心位置的速度矢量与所述目标车辆的中轴线之间的夹角大小。
具体地，S2021可以包括步骤A1-A2：
步骤A1：根据弧线路径半径、磁导间距以及当前航向角，确定第一横向位移，其中，第一横向位移为前磁导航传感器的中心位置与弧线路径的圆弧起点之间的横向位移。
如图3所示的弧线导航分析示意图，假设目标车辆为图1所示的差速轮组AGV，需要根据已知的弧线路径的旋转半径R(即弧线路径半径)、前后磁导航传感器之间的间距L(即磁导间距)、以及AGV的航向角(即当前航向角)，计算出前磁导航传感器的中心位置距离圆弧起点的横向位移x1，这里的x1即为第一横向位移。
在本申请实施例的一种实现方式中，步骤A1中的“根据弧线路径半径、磁导间距以及当前航向角，确定第一横向位移”，可以包括：
当目标车辆由直线路径进入弧线路径、且前磁导航传感器和后磁导航传感器中的仅一个传感器处于弧线路径上时，根据磁导间距和当前航向角，确定第一横向位移；当目标车辆已进入弧线路径、且前磁导航传感器和后磁导航传感器均处于弧线路径上时，或者当目标车辆由弧线路径驶出弧线路径、且前磁导航传感器和后磁导航传感器中的仅一个传感器处于弧线路径上时，根据弧线路径半径、磁导间距以及当前航向角，确定第一横向位移。
在本实现方式中，目标车辆由直线路径进入弧线路径最后再行驶到直线路径，存在三种情况，以图1所示的差速轮组AGV为例，参见图4所示的差速轮组AGV在弧线中的三种情况示意图，图4左侧图表示差速轮组AGV由直线路径进入弧线路径，此时有一个磁导航传感器进入弧线路径，另外一个磁导航传感器在直线路径上；图4中间图表示差速轮组AGV已完全进入弧线路径，此时两个磁导航传感器均在弧线路径上；图4右侧图表示差速轮组AGV从弧线路径行驶出直线路径，此时一个磁导航传感器进入直线路径，另外一个磁导航传感器还在弧线路径上。
在上述三种情况下，本申请实施例具体可以采用以下方式计算不同情况下的第一横向位移x1：
x1＝L*sin(cita) (1)
x1＝L*sin(cita)+R*(1-cos(cita+acos(L/2/R)-pi/2)) (2)
x1＝R-sqrt(R*R-(R-L*cos(cita))*(R-L*cos(cita)))+L*sin(cita) (3)
其中，L为磁导间距，即前磁导航传感器与后磁导航传感器之间的最短距离；R为弧线路径半径；cita为当前航向角，即目标车辆在当前时刻的航向角(比如cita为图1所示的AGV的航向角，即AGV中轴线与直线路径方向的夹角)。
需要说明的是，当目标车辆由直线路径进入弧线路径、且前磁导航传感器和后磁导航传感器中的仅一个传感器处于弧线路径上时，采用公式(1)计算第一横向位移x1；当目标车辆已进入弧线路径、且前磁导航传感器和后磁导航传感器均处于弧线路径上时，采用公式(2)计算第一横向位移x1；当目标车辆由弧线路径驶出弧线路径、且前磁导航传感器和后磁导航传感器中的仅一个传感器处于弧线路径上时，采用公式(3)计算第一横向位移x1。
还需要说明的是，上述三种情况需要满足以下条件：
R>L^2/(2*R)
其中，R为弧线路径半径，L为磁导间距。
步骤A2：基于第一横向位移，确定当前时刻的前磁导航速度方向夹角和后磁导航速度方向夹角。
根据第一横向位移x1，可以计算出前后磁导航中心位置的速度方向，即前磁导航速度方向夹角(即前磁导航传感器的中心位置的速度矢量与目标车辆的中轴线之间的夹角大小)和后磁导航速度方向夹角(即后磁导航传感器的中心位置的速度矢量与目标车辆的中轴线之间的夹角大小)。
在本申请实施例的一种实现方式中，步骤A2中的“基于第一横向位移，确定当前时刻的前磁导航速度方向夹角和后磁导航速度方向夹角”，可以包括：
根据第一横向位移、磁导间距、弧线路径半径、第二横向位移、第一纵向位移、第二纵向位移中的至少一项，确定当前时刻的前磁导航速度方向夹角和后磁导航速度方向夹角；其中，第二横向位移为后磁导航传感器的中心位置与弧线路径的圆弧起点之间的横向位移，第一纵向位移为前磁导航传感器的中心位置与弧线路径的圆弧起点之间的纵向位移，第二纵向位移为后磁导航传感器的中心位置与弧线路径的圆弧起点之间的纵向位移。
在本实现方式中，可以按照下述方式计算当前时刻的前磁导航速度方向夹角alfa和后磁导航速度方向夹角beta。
当采用公式(1)计算x1时，可以采用下面公式(4)和公式(5)计算前磁导航速度方向夹角alfa和后磁导航速度方向夹角beta：
alfa＝atan(sqrt(L^2-x1^2)/x1)-atan((R-x1)/sqrt(2*x1*R-x1^2)) (4)
beta＝atan(sqrt(L^2-x1^2)/x1)-pi/2 (5)
当采用公式(2)计算x1时，可以采用下面公式(6)和公式(7)计算前磁导航速度方向夹角alfa和后磁导航速度方向夹角beta：
alfa＝atan((y1-y2)/(x1-x2))-atan((R-x1)/sqrt(2*x1*R-x1^2)) (6)
beta＝atan((y1-y2)/(x1-x2))-atan((R-x2)/sqrt(2*x2*R-x2^2)) (7)
当采用公式(3)计算x1时，可以采用下面公式(8)和公式(9)计算前磁导航速度方向夹角alfa和后磁导航速度方向夹角beta：
alfa＝atan((y1-y2)/(x1-x2)) (8)
beta＝atan((y1-y2)/(x1-x2))-atan((R-x2)/sqrt(2*x2*R-x2^2)) (9)
其中，R为弧线路径半径；L为磁导间距；x1为第一横向位移；x2为第二横向位移；y1为第一纵向位移；y2为第二纵向位移。例如图3所示的x1、x2、y1和y2。
需要说明的是，从以上本申请实施例介绍的内容可知，本申请实施例提供的弧线导航方法不仅适用于纯弧线导航，也适用于从直线到弧线以及弧线到直线的导航路径。
S2022：基于当前时刻的前磁导航速度方向夹角和后磁导航速度方向夹角，为目标车辆在弧线路径上进行下一时刻的弧线导航。
在本申请实施例中，当根据已知的弧线路径半径、磁导间距以及实时检测的航向角，确定当前时刻的前磁导航速度方向夹角和后磁导航速度方向夹角后，便可以对当前时刻的前磁导航速度方向夹角和后磁导航速度方向夹角进行补偿，将补偿结果作为下一时刻的前磁导航速度方向夹角和后磁导航速度方向夹角，从而基于下一时刻的前磁导航速度方向夹角和后磁导航速度方向夹角，进行下一时刻的弧线导航，以此方式实现目标车辆的弧线导航。
在本申请实施例的一种实现方式中，S2022中的“基于当前时刻的前磁导航速度方向夹角和后磁导航速度方向夹角，为目标车辆在弧线路径上进行下一时刻的弧线导航”，可以包括：
步骤B1：基于当前时刻的前磁导航速度方向夹角，得到下一时刻的前磁导航速度方向夹角，并且，基于当前时刻的后磁导航速度方向夹角，得到下一时刻的后磁导航速度方向夹角。
在本申请实施例中，步骤B1中的“基于当前时刻的前磁导航速度方向夹角，得到下一时刻的前磁导航速度方向夹角”，可以包括：根据前磁导航传感器在当前时刻读取的磁条偏差，采用比例纠偏策略，确定当前时刻的前磁导航速度方向夹角的补偿角，并利用该补偿角以及当前时刻的前磁导航速度方向夹角，得到下一时刻的前磁导航速度方向夹角。
具体来讲，目标车辆可以通过前磁导航传感器实时采集导航磁条信息，以便前磁导航传感器读取到实时偏差(即实际的磁条偏差，这里的磁条偏差是指前磁导航传感器的中心位置与磁条之间的最短距离)，从而根据前磁导航传感器读取的实时偏差，采用比例纠偏策略，计算当前时刻的前磁导航速度方向夹角的补偿角。
当根据前磁导航传感器在当前时刻读取的磁条偏差，采用比例纠偏策略，确定当前时刻的前磁导航速度方向夹角的补偿角时，具体可以根据第一比例因子和预设的第一纠偏夹角阈值，确定当前时刻的前磁导航速度方向夹角的补偿角，其中，第一比例因子为前磁导航传感器对应的磁条偏差与磁导航量程的比值。
采用比例纠偏策略，需要预先设定纠偏夹角阈值Angle_Thread1(即第一纠偏夹角阈值)，该阈值可以基于实验和经验进行设定，并设定误差比例因子k1(即第一比例因子)，则当前时刻的前磁导航速度方向夹角的补偿角f_Compensation_angle为：
f_Compensation_angle＝k1*Angle_Thread1 (10)
然后，利用该补偿角f_Compensation_angle以及当前时刻的前磁导航速度方向夹角alfa，得到下一时刻的前磁导航速度方向夹角alfa，具体地，可以将采用公式(10)计算的纠偏补偿角f_Compensation_angle与计算的理论速度偏角alfa(即当前时刻的前磁导航速度方向夹角)进行相加，且需保证相加后的数值符号与理论速度偏角一致，从而得到下一时刻的前磁导航速度方向夹角alfa：
alfa＝alfa+f_Compensation_angle (11)
相应地，在本申请实施例中，步骤B1中的“基于当前时刻的后磁导航速度方向夹角，得到下一时刻的后磁导航速度方向夹角”，可以包括：根据后磁导航传感器在当前时刻读取的磁条偏差，采用比例纠偏策略，确定当前时刻的后磁导航速度方向夹角的补偿角，并利用该补偿角以及当前时刻的后磁导航速度方向夹角，得到下一时刻的后磁导航速度方向夹角。
具体来讲，目标车辆可以通过后磁导航传感器实时采集导航磁条信息，以便后磁导航传感器读取到实时偏差(即实际的磁条偏差，这里的磁条偏差是指后磁导航传感器的中心位置与磁条之间的最短距离)，从而根据后磁导航传感器读取的实时偏差，采用比例纠偏策略，计算当前时刻的后磁导航速度方向夹角的补偿角。
当根据后磁导航传感器在当前时刻读取的磁条偏差，采用比例纠偏策略，确定当前时刻的后磁导航速度方向夹角的补偿角时，具体可以根据第二比例因子和预设的第二纠偏夹角阈值，确定当前时刻的后磁导航速度方向夹角的补偿角，其中，第二比例因子为后磁导航传感器对应的磁条偏差与磁导航量程的比值。
采用比例纠偏策略，需要预先设定纠偏夹角阈值Angle_Thread2(即第二纠偏夹角阈值)，该阈值可以基于实验和经验进行设定，并设定误差比例因子k2(即第二比例因子)，则当前时刻的前磁导航速度方向夹角的补偿角b_Compensation_angle为：
b_Compensation_angle＝k2*Angle_Thread2 (12)
需要说明的是，第一纠偏夹角阈值Angle_Thread1和第二纠偏夹角阈值Angle_Thread2，可以相同，也可以不同。
然后，利用该补偿角b_Compensation_angle以及当前时刻的后磁导航速度方向夹角beta，得到下一时刻的后磁导航速度方向夹角beta，具体地，可以将采用公式(12)计算的纠偏补偿角b_Compensation_angle与计算的理论速度偏角beta(即当前时刻的后磁导航速度方向夹角)进行相加，且需保证相加后的数值符号与理论速度偏角一致，从而得到下一时刻的后磁导航速度方向夹角beta：
beta＝beta+b_Compensation_angle (13)
需要说明的是，当采用补偿角进行前后磁导航的速度方向补偿时，可以消除路径铺贴的误差以及磁导航读到干扰数据的影响，提高了目标车辆弧线导航的稳定性和连续性。
步骤B2：基于下一时刻的前磁导航速度方向夹角和后磁导航速度方向夹角，确定目标车辆在下一时刻的旋转中心。
当得到下一时刻的前磁导航速度方向夹角和后磁导航速度方向夹角后，可以利用几何关系计算出目标车辆在下一时刻的旋转中心。
步骤B3：基于目标车辆在下一时刻的旋转中心和旋转速度，为目标车辆在弧线路径上进行下一时刻的弧线导航。
其中，目标车辆在下一时刻的旋转速度，可以根据目标车辆给定的中心速度，根据几何关系计算出下一时刻的旋转速度。此外，当得到旋转速度后，可以对该旋转速度进行积分，计算出目标车辆的航向角cita，当下一时刻作为当前时刻时，将该航向角cita作为S201中的当前航向角。
当得到目标车辆在下一时刻的旋转中心以及旋转速度后，可以利用目标车辆的运动学公式，计算出每个驱动轮子的速度，从而实现沿弧线自动导航。
进一步地，本申请实施例还可以包括：当弧线路径出现缺失时，将前磁导航速度方向夹角的补偿角和后磁导航速度方向夹角的补偿角设置为0。具体来讲，当圆弧路径出现缺失(即有一部分圆弧路径未知时)时，将上述补偿角f_Compensation_angle和b_Compensation_angle设置为0，此时，目标车辆的导航系统可以根据目标车辆的当前航向角，计算出理论的旋转中心和旋转速度，可以实现部分弧线缺失的路径的盲走导航功能，可见，本申请实施例的弧线导航方法，可以实现弧线路径上局部无引导路径的导航。
进一步地，本申请实施例还可以包括：当目标车辆在弧线路径的任一位置停止后，若启动弧线导航，则根据弧线路径的相关信息、磁导间距以及启动时刻的当前航向角来启动弧线导航。具体来讲，目标车辆在弧线路径的任意位置停止后，可根据当前的航向角cita，实现在弧线上启动导航，可见，本申请实施例的弧线导航方法，可以实现在弧线路径上运动停止后原地启动导航。
在以上本申请提供的弧线导航中，获取目标车辆当前行驶的弧线路径的相关信息、磁导间距以及当前航向角，其中，目标车辆安装有前后对称分布的前磁导航传感器和后磁导航传感器，磁导间距为前磁导航传感器与后磁导航传感器之间的最短距离，当前航向角为目标车辆在当前时刻的航向角；基于弧线路径的相关信息、磁导间距以及当前航向角，为目标车辆在弧线路径上进行下一时刻的弧线导航。本申请实施例仅需要弧线路径的相关信息、磁导间距以及当前航向角，便可以实现弧线路径上的精确导航，具体可以实现直线到弧线、弧线到直线以及在弧线上的精确导航，其具有流程简单、执行速度快、导航精度高且适用于不同半径的弧线导航的特点。此外，该方法还提高了目标车辆的自动化程度和适用范围，提高了目标车辆在弧线导航运动的平稳性和连续性，解决了非连续全向运动差速轮组AGV的弧线导航问题。
参见图5，为本申请实施例提供的一种弧线导航装置的组成示意图，该装置包括：
信息获取单元510，用于获取目标车辆当前行驶的弧线路径的相关信息、磁导间距以及当前航向角，其中，所述目标车辆安装有前后对称分布的前磁导航传感器和后磁导航传感器，所述磁导间距为所述前磁导航传感器与所述后磁导航传感器之间的最短距离，所述当前航向角为所述目标车辆在当前时刻的航向角；
弧线导航单元520，用于基于所述弧线路径的相关信息、所述磁导间距以及所述当前航向角，为所述目标车辆在所述弧线路径上进行下一时刻的弧线导航。
在本申请实施例的一种实现方式中，所述弧线路径的相关信息包括弧线路径半径。
在本申请实施例的一种实现方式中，所述弧线导航单元520，包括：
速度方向确定子单元，用于根据所述弧线路径半径、所述磁导间距以及所述当前航向角，确定当前时刻的前磁导航速度方向夹角和后磁导航速度方向夹角，其中，所述前磁导航速度方向夹角为所述前磁导航传感器的中心位置的速度矢量与所述目标车辆的中轴线之间的夹角大小，所述后磁导航速度方向夹角为所述后磁导航传感器的中心位置的速度矢量与所述目标车辆的中轴线之间的夹角大小；
弧线路径导航子单元，用于基于当前时刻的前磁导航速度方向夹角和后磁导航速度方向夹角，为所述目标车辆在所述弧线路径上进行下一时刻的弧线导航。
在本申请实施例的一种实现方式中，所述速度方向确定子单元，包括：
横向位移确定子单元，用于根据所述弧线路径半径、所述磁导间距以及所述当前航向角，确定第一横向位移，其中，所述第一横向位移为所述前磁导航传感器的中心位置与所述弧线路径的圆弧起点之间的横向位移；
第一夹角确定子单元，用于基于所述第一横向位移，确定当前时刻的前磁导航速度方向夹角和后磁导航速度方向夹角。
在本申请实施例的一种实现方式中，所述横向位移确定子单元，具体用于：
当所述目标车辆由直线路径进入所述弧线路径、且所述前磁导航传感器和所述后磁导航传感器中的仅一个传感器处于所述弧线路径上时，根据所述磁导间距和所述当前航向角，确定第一横向位移；
当所述目标车辆已进入所述弧线路径、且所述前磁导航传感器和所述后磁导航传感器均处于所述弧线路径上时，或者当所述目标车辆由所述弧线路径驶出所述弧线路径、且所述前磁导航传感器和所述后磁导航传感器中的仅一个传感器处于所述弧线路径上时，根据所述弧线路径半径、所述磁导间距以及所述当前航向角，确定第一横向位移。
在本申请实施例的一种实现方式中，所述第一夹角确定子单元，具体用于：
根据所述第一横向位移、所述磁导间距、所述弧线路径半径、第二横向位移、第一纵向位移、第二纵向位移中的至少一项，确定当前时刻的前磁导航速度方向夹角和后磁导航速度方向夹角；
其中，所述第二横向位移为所述后磁导航传感器的中心位置与所述弧线路径的圆弧起点之间的横向位移，所述第一纵向位移为所述前磁导航传感器的中心位置与所述弧线路径的圆弧起点之间的纵向位移，所述第二纵向位移为所述后磁导航传感器的中心位置与所述弧线路径的圆弧起点之间的纵向位移。
在本申请实施例的一种实现方式中，所述弧线路径导航子单元，包括：
第二夹角确定子单元，用于基于当前时刻的前磁导航速度方向夹角，得到下一时刻的前磁导航速度方向夹角，并且，基于当前时刻的后磁导航速度方向夹角，得到下一时刻的后磁导航速度方向夹角；
旋转中心确定子单元，用于基于下一时刻的前磁导航速度方向夹角和后磁导航速度方向夹角，确定所述目标车辆在下一时刻的旋转中心；
弧线导航子单元，用于基于所述目标车辆在下一时刻的旋转中心和旋转速度，为所述目标车辆在所述弧线路径上进行下一时刻的弧线导航。
在本申请实施例的一种实现方式中，所述第二夹角确定子单元，包括：
第一纠偏子单元，用于根据所述前磁导航传感器在当前时刻读取的磁条偏差，采用比例纠偏策略，确定当前时刻的前磁导航速度方向夹角的补偿角，并利用该补偿角以及当前时刻的前磁导航速度方向夹角，得到下一时刻的前磁导航速度方向夹角；
第二纠偏子单元，用于根据所述后磁导航传感器在当前时刻读取的磁条偏差，采用比例纠偏策略，确定当前时刻的后磁导航速度方向夹角的补偿角，并利用该补偿角以及当前时刻的后磁导航速度方向夹角，得到下一时刻的后磁导航速度方向夹角。
在本申请实施例的一种实现方式中，所述第一纠偏子单元，具体用于根据第一比例因子和预设的第一纠偏夹角阈值，确定当前时刻的前磁导航速度方向夹角的补偿角，其中，所述第一比例因子为所述前磁导航传感器对应的磁条偏差与磁导航量程的比值；
所述第二纠偏子单元，具体用于根据第二比例因子和预设的第二纠偏夹角阈值，确定当前时刻的后磁导航速度方向夹角的补偿角，其中，所述第二比例因子为所述后磁导航传感器对应的磁条偏差与磁导航量程的比值。
在本申请实施例的一种实现方式中，所述装置还包括：
参数预设单元，用于当所述弧线路径出现缺失时，将所述前磁导航速度方向夹角的补偿角和所述后磁导航速度方向夹角的补偿角设置为0。
在本申请实施例的一种实现方式中，所述弧线路径导航子单元，还用于：
当所述目标车辆在所述弧线路径的任一位置停止后，若启动弧线导航，则根据所述弧线路径的相关信息、所述磁导间距以及启动时刻的当前航向角来启动弧线导航。
上述装置中各个单元的功能和作用的实现过程具体详见上述方法中对应步骤的实现过程，在此不再赘述。
对于装置实施例而言，由于其基本对应于方法实施例，所以相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述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模块来实现本申请方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
本申请实施例还提供了一种电子设备，该电子设备的结构示意图如图6所示，该电子设备6000包括至少一个处理器6001、存储器6002和总线6003，至少一个处理器6001均与存储器6002电连接；存储器6002被配置用于存储有至少一个计算机可执行指令，处理器6001被配置用于执行该至少一个计算机可执行指令，从而执行如本申请中任意一个实施例或任意一种可选实施方式提供的任意一种弧线导航方法的步骤。
进一步，处理器6001可以是FPGA(Field－Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)或者其它具有逻辑处理能力的器件，如MCU(Microcontroller Unit，微控制单元)、CPU(Central Process Unit，中央处理器)。
应用本申请实施例，仅需要弧线路径的相关信息、磁导间距以及当前航向角，便可以实现弧线路径上的精确导航。
本申请实施例还提供了另一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，该计算机程序用于被处理器执行时实现本申请中任意一个实施例或任意一种可选实施方式提供的任意一种弧线导航方法的步骤。
本申请实施例提供的计算机可读存储介质包括但不限于任何类型的盘(包括软盘、硬盘、光盘、CD-ROM、和磁光盘)、ROM(Read-Only Memory，只读存储器)、RAM(RandomAccess Memory，随即存储器)、EPROM(Erasable Programmable Read-Only Memory，可擦写可编程只读存储器)、EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory，电可擦可编程只读存储器)、闪存、磁性卡片或光线卡片。也就是，可读存储介质包括由设备(例如，计算机)以能够读的形式存储或传输信息的任何介质。
应用本申请实施例，仅需要弧线路径的相关信息、磁导间距以及当前航向角，便可以实现弧线路径上的精确导航。
以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请保护的范围之内。
Claims (14)
1.一种弧线导航方法，其特征在于，包括：
获取目标车辆当前行驶的弧线路径的相关信息、磁导间距以及当前航向角，其中，所述目标车辆安装有前后对称分布的前磁导航传感器和后磁导航传感器，所述磁导间距为所述前磁导航传感器与所述后磁导航传感器之间的最短距离，所述当前航向角为所述目标车辆在当前时刻的航向角；
基于所述弧线路径的相关信息、所述磁导间距以及所述当前航向角，为所述目标车辆在所述弧线路径上进行下一时刻的弧线导航。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述弧线路径的相关信息包括弧线路径半径。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于所述弧线路径的相关信息、所述磁导间距以及所述当前航向角，为所述目标车辆在所述弧线路径上进行下一时刻的弧线导航，包括：
根据所述弧线路径半径、所述磁导间距以及所述当前航向角，确定当前时刻的前磁导航速度方向夹角和后磁导航速度方向夹角，其中，所述前磁导航速度方向夹角为所述前磁导航传感器的中心位置的速度矢量与所述目标车辆的中轴线之间的夹角大小，所述后磁导航速度方向夹角为所述后磁导航传感器的中心位置的速度矢量与所述目标车辆的中轴线之间的夹角大小；
基于当前时刻的前磁导航速度方向夹角和后磁导航速度方向夹角，为所述目标车辆在所述弧线路径上进行下一时刻的弧线导航。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述弧线路径半径、所述磁导间距以及所述当前航向角，确定当前时刻的前磁导航速度方向夹角和后磁导航速度方向夹角，包括：
根据所述弧线路径半径、所述磁导间距以及所述当前航向角，确定第一横向位移，其中，所述第一横向位移为所述前磁导航传感器的中心位置与所述弧线路径的圆弧起点之间的横向位移；
基于所述第一横向位移，确定当前时刻的前磁导航速度方向夹角和后磁导航速度方向夹角。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述弧线路径半径、所述磁导间距以及所述当前航向角，确定第一横向位移，包括：
当所述目标车辆由直线路径进入所述弧线路径、且所述前磁导航传感器和所述后磁导航传感器中的仅一个传感器处于所述弧线路径上时，根据所述磁导间距和所述当前航向角，确定第一横向位移；
当所述目标车辆已进入所述弧线路径、且所述前磁导航传感器和所述后磁导航传感器均处于所述弧线路径上时，或者当所述目标车辆由所述弧线路径驶出所述弧线路径、且所述前磁导航传感器和所述后磁导航传感器中的仅一个传感器处于所述弧线路径上时，根据所述弧线路径半径、所述磁导间距以及所述当前航向角，确定第一横向位移。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述基于所述第一横向位移，确定当前时刻的前磁导航速度方向夹角和后磁导航速度方向夹角，包括：
根据所述第一横向位移、所述磁导间距、所述弧线路径半径、第二横向位移、第一纵向位移、第二纵向位移中的至少一项，确定当前时刻的前磁导航速度方向夹角和后磁导航速度方向夹角；
其中，所述第二横向位移为所述后磁导航传感器的中心位置与所述弧线路径的圆弧起点之间的横向位移，所述第一纵向位移为所述前磁导航传感器的中心位置与所述弧线路径的圆弧起点之间的纵向位移，所述第二纵向位移为所述后磁导航传感器的中心位置与所述弧线路径的圆弧起点之间的纵向位移。
7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于当前时刻的前磁导航速度方向夹角和后磁导航速度方向夹角，为所述目标车辆在所述弧线路径上进行下一时刻的弧线导航，包括：
基于当前时刻的前磁导航速度方向夹角，得到下一时刻的前磁导航速度方向夹角，并且，基于当前时刻的后磁导航速度方向夹角，得到下一时刻的后磁导航速度方向夹角；
基于下一时刻的前磁导航速度方向夹角和后磁导航速度方向夹角，确定所述目标车辆在下一时刻的旋转中心；
基于所述目标车辆在下一时刻的旋转中心和旋转速度，为所述目标车辆在所述弧线路径上进行下一时刻的弧线导航。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述基于当前时刻的前磁导航速度方向夹角，得到下一时刻的前磁导航速度方向夹角，包括：
根据所述前磁导航传感器在当前时刻读取的磁条偏差，采用比例纠偏策略，确定当前时刻的前磁导航速度方向夹角的补偿角，并利用该补偿角以及当前时刻的前磁导航速度方向夹角，得到下一时刻的前磁导航速度方向夹角；
相应地，所述基于当前时刻的后磁导航速度方向夹角，得到下一时刻的后磁导航速度方向夹角，包括：
根据所述后磁导航传感器在当前时刻读取的磁条偏差，采用比例纠偏策略，确定当前时刻的后磁导航速度方向夹角的补偿角，并利用该补偿角以及当前时刻的后磁导航速度方向夹角，得到下一时刻的后磁导航速度方向夹角。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述根据所述前磁导航传感器在当前时刻读取的磁条偏差，采用比例纠偏策略，确定当前时刻的前磁导航速度方向夹角的补偿角，包括：
根据第一比例因子和预设的第一纠偏夹角阈值，确定当前时刻的前磁导航速度方向夹角的补偿角，其中，所述第一比例因子为所述前磁导航传感器对应的磁条偏差与磁导航量程的比值；
相应地，所述根据所述后磁导航传感器在当前时刻读取的磁条偏差，采用比例纠偏策略，确定当前时刻的后磁导航速度方向夹角的补偿角，包括：
根据第二比例因子和预设的第二纠偏夹角阈值，确定当前时刻的后磁导航速度方向夹角的补偿角，其中，所述第二比例因子为所述后磁导航传感器对应的磁条偏差与磁导航量程的比值。
10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
当所述弧线路径出现缺失时，将所述前磁导航速度方向夹角的补偿角和所述后磁导航速度方向夹角的补偿角设置为0。
11.根据权利要求1-10任一项所述的方法，其特征在于，当所述目标车辆在所述弧线路径的任一位置停止后，若启动弧线导航，则根据所述弧线路径的相关信息、所述磁导间距以及启动时刻的当前航向角来启动弧线导航。
12.一种弧线导航装置，其特征在于，包括：
信息获取单元，用于获取目标车辆当前行驶的弧线路径的相关信息、磁导间距以及当前航向角，其中，所述目标车辆安装有前后对称分布的前磁导航传感器和后磁导航传感器，所述磁导间距为所述前磁导航传感器与所述后磁导航传感器之间的最短距离，所述当前航向角为所述目标车辆在当前时刻的航向角；
弧线导航单元，用于基于所述弧线路径的相关信息、所述磁导间距以及所述当前航向角，为所述目标车辆在所述弧线路径上进行下一时刻的弧线导航。
13.一种电子设备，其特征在于，包括：处理器、存储器；
所述存储器，用于存储计算机程序；
所述处理器，用于通过调用所述计算机程序，执行如权利要求1-11中任一项所述的弧线导航方法。
14.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现权利要求1-11任一项所述的弧线导航方法。
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