CN114371715A - 一种承载设备的控制方法及其控制装置 - Google Patents
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Abstract
本说明书公开了一种承载设备的控制方法及其控制装置，该承载设备的控制方法包括：获取承载设备当前时刻的行驶数据，根据承载设备当前时刻的速度，确定承载设备当前时刻的转向半径，根据承载设备当前时刻的位置坐标和朝向，确定承载设备在当前时刻的旋转中心，根据承载设备的结构信息以及位置坐标，确定舵轮在当前时刻的位置坐标，针对每个舵轮，根据旋转中心和该舵轮在当前时刻的位置坐标，确定该舵轮在当前时刻的行驶数据，以在该舵轮在当前时刻的行驶数据的基础上，对该舵轮进行控制，使得承载设备下一时刻的位置位于预设轨迹为约束条件，确定在下一时刻针对该舵轮的控制数据，作为该舵轮对应的实际控制数据，并对承载设备进行控制。
Description
技术领域
本说明书涉及移动控制技术领域，尤其涉及一种承载设备的控制方法及其控制装置。
背景技术
在进行医疗手术的过程中，医用影像设备(如X射线监测设备)通常会会应用于诸如术前诊断、术中诊断、术后确认等各个手术阶段，但是使用后为了不影响正常的手术操作，需要将其移动至指定的摆放位置，而在需要使用时在将其移至能够对病患进行扫描的指定位置上，这就需要其具有一个能够灵活移动的承载设备。
然而，现有的承载设备定位精度较差，无法使其承载的设备精准的按照指定的方向和姿态移动到指定的检测位置(如病患身体上方的患病部位)或停放位置，因此，如何提高医用影像设备的承载设备的定位精度，是一个亟待解决的问题。
发明内容
本说明书提供一种承载设备的控制方法及其控制装置，以部分的解决现有技术存在的上述问题。
本说明书采用下述技术方案：
本说明书提供了一种承载设备的控制方法，所述承载设备的底盘的一端并排设有两个舵轮，所述底盘的另一端并排设有两个万向轮，包括：
获取所述承载设备当前时刻的行驶数据，所述行驶数据包括：所述承载设备当前时刻的位置坐标、速度和朝向；
根据所述承载设备当前时刻的速度，确定所述承载设备当前时刻对应的转向半径长度，并根据所述转向半径长度，所述承载设备当前时刻的位置坐标和所述朝向，确定所述承载设备在当前时刻的位置坐标以及所述朝向下对应的旋转中心，以及根据所述承载设备的结构信息以及所述承载设备在当前时刻的位置坐标，确定所述两个舵轮在当前时刻的位置坐标；
针对每个舵轮，根据所述旋转中心和该舵轮在当前时刻的位置坐标，确定该舵轮在当前时刻的行驶数据；
以在该舵轮在当前时刻的行驶数据的基础上，对该舵轮进行控制，使得所述承载设备下一时刻的位置位于预设轨迹为约束条件，确定在下一时刻针对该舵轮的控制数据，作为该舵轮对应的实际控制数据；
按照每个舵轮对应的控制数据，对所述承载设备进行控制。
可选地，所述两个舵轮之间的距离大于所述两个万向轮之间的距离。
可选地，所述承载设备的速度包括：所述承载设备在所述位置坐标处的角速度和线速度；
根据所述承载设备的速度，确定所述承载设备转向半径长度，具体包括：
根据所述承载设备在所述位置坐标处的角速度和线速度，确定所述承载设备转向半径长度。
可选地，针对每个舵轮，根据所述旋转中心和该舵轮在当前时刻的位置坐标，确定该舵轮在当前时刻的行驶数据，具体包括：
根据该舵轮在当前时刻的位置坐标以及所述旋转中心，确定该舵轮与所述旋转中心之间的距离；
根据所述承载设备在当前时刻的速度以及该舵轮与所述旋转中心之间的距离，确定该舵轮在当前时刻的线速度，以及根据所述旋转中心的位置坐标以及该舵轮在当前时刻的位置坐标，确定该舵轮在当前时刻的朝向。
可选地，以在该舵轮在当前时刻的行驶数据的基础上，对该舵轮进行控制，使得所述承载设备下一时刻的位置位于预设轨迹为约束条件，确定在下一时刻针对该舵轮的控制数据，作为该舵轮对应的控制数据，具体包括：
以在该舵轮在当前时刻的行驶数据的基础上，对该舵轮进行控制，使得所述承载设备下一时刻的位置位于预设轨迹为约束条件，确定在下一时刻该舵轮对应的位置坐标以及朝向；
根据该舵轮在下一时刻对应的位置坐标以及该舵轮在当前时刻对应的位置坐标，确定该舵轮对应的控制速度，以及根据世界坐标系与所述承载设备的设备坐标系之间的坐标转换矩阵，和所述设备坐标系与该舵轮的坐标系之间的坐标转换矩阵，对该舵轮在下一时刻对应的朝向进行转换，确定出该舵轮在下一时刻的转向角；
将所述转向角以及该舵轮对应的控制速度，作为该舵轮对应的控制数据。
可选地，以在该舵轮在当前时刻的行驶数据的基础上，对该舵轮进行控制，使得所述承载设备下一时刻的位置位于预设轨迹为约束条件，确定在下一时刻针对该舵轮的控制数据，作为该舵轮对应的控制数据，具体包括：
以在该舵轮在当前时刻的行驶数据的基础上，对该舵轮进行控制，使得所述承载设备下一时刻的位置位于预设轨迹为约束条件，确定在下一时刻针对该舵轮的至少一个候选控制数据；
从所述至少一个候选控制数据中，确定出与所述预设轨迹的行驶方向相匹配的候选控制数据，作为针对在下一时刻针对该舵轮对应的实际控制数据。
可选地，所述承载设备用于承载医疗设备。
本说明书提供了一种承载设备的控制装置，包括：
获取模块，获取所述承载设备当前时刻的行驶数据，所述行驶数据包括：所述承载设备当前时刻的位置坐标、速度和朝向；
第一确定模块，根据所述承载设备当前时刻的速度，确定所述承载设备当前时刻对应的转向半径长度，并根据所述转向半径长度，所述承载设备当前时刻的位置坐标和所述朝向，确定所述承载设备在当前时刻的位置坐标以及所述朝向下对应的旋转中心，以及根据所述承载设备的结构信息以及所述承载设备在当前时刻的位置坐标，确定所述两个舵轮在当前时刻的位置坐标；
第二确定模块，针对每个舵轮，根据所述旋转中心和该舵轮在当前时刻的位置坐标，确定该舵轮在当前时刻的行驶数据；
第三确定模块，以在该舵轮在当前时刻的行驶数据的基础上，对该舵轮进行控制，使得所述承载设备下一时刻的位置位于预设轨迹为约束条件，确定在下一时刻针对该舵轮的控制数据，作为该舵轮对应的实际控制数据；
控制模块，按照每个舵轮对应的控制数据，对所述承载设备进行控制。
本说明书提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述承载设备的控制方法。
本说明书提供了一种承载设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上述承载设备的控制方法。
本说明书采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果：
在本说明书提供的承载设备的控制方法中，通过承载设备的行驶数据来确定每个舵轮的实际控制数据，在每个舵轮当前时刻的行驶数据的基础上，对舵轮进行控制，使得所述承载设备下一时刻的位置位于预设轨迹为约束条件，通过并排设置在承载设备一端的两个舵轮来实现承载设备的移动和转向。
从上述方法可以看出，承载设备会在当前时刻的行驶数据的基础上，按照每个舵轮对应的控制数据，对所述承载设备进行控制，从而使承载设备一直位于预设轨迹上，提高了承载设备的定位精度。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本说明书的进一步理解，构成本说明书的一部分，本说明书的示意性实施例及其说明用于解释本说明书，并不构成对本说明书的不当限定。在附图中：
图1为本说明书提供的一种承载设备的控制方法流程示意图；
图2为本说明书提供的一种承载设备的结构示意图；
图3为本说明书提供的一种承载设备转向原理示意图；
图4为本说明书提供的一种承载设备的装置的示意图；
图5为本说明书提供的一种对应于图1的承载设备示意图。
具体实施方式
为使本说明书的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本说明书具体实施例及相应的附图对本说明书技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本说明书一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本说明书中的实施例，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，都属于本说明书保护的范围。
以下结合附图，详细说明本说明书各实施例提供的技术方案。
图1为本说明书提供的一种承载设备的控制方法示意图。
S101：获取所述承载设备当前时刻的行驶数据，所述行驶数据包括：所述承载设备当前时刻的位置坐标、速度和朝向。
在医疗手术、物料搬运、智能运送等诸多领域，往往需要承载设备具有较强的灵活性，尤其是在医疗手术的场景下，为了满足手术的不同阶段对手术设备的需求的同时，避免该手术设备占用额外的手术空间，通常会在手术设备下方设置可移动的承载设备，使其能够灵活进行移动。
例如，在对病患进行手术之前，通常需要使用医用影像设备(如X射线检测设备)，对病患身体进行扫描，从而完成术前诊断，而扫描结束后，由于该设备会占用医护人员的移动空间，因此需要将该设备移动至手术台附近的其他位置，从而为医护人员提供更多的移动空间。而在手术过程中或者手术结束后，通常还需要进行术中诊断或者术后确认，此时则需要将该设备移回指定的位置，来对病患身体进行扫描。
但是，由于医用影像设备的结构复杂而且载荷较大，这会使其在承载设备上的载荷分布十分不均匀，所以需要承载设备具有较高的承载能力以及稳定性。此外，由于手术环境(手术室)的场景较为复杂，而且在对病患进行扫描时需要其能够准确地从停放地点移动至病患身体上需要扫描的患病部位，因此，还需要承载设备具有较高的定位精度。
基于此，本说明书提供了一种承载设备的控制方法，使承载设备能够根据预先设定的行驶数据进行平移以及转向，进而稳定的使放置在其上方的负载准确地移动到指定位置。其中，该承载设备的一端并排放置有两个舵轮，用于为承载设备的移动以及转向提供驱动力，该承载设备的另一端并排放置有两个万向轮作为从动轮，可以随着舵轮的转向而发生相应的转动，并为承载设备提供支持力，其中，为了提高承载设备转向时的稳定性以及转向灵活度，上述两个舵轮之间的距离要大于两个万向轮之间的距离，如图2所示。
图2为本说明书提供的一种承载设备的结构示意图。
其中，承载设备的底盘一端并排放置有两个舵轮，作为承载设备的后端，承载设备的底盘另一端并排放置有两个万向轮，作为承载设备的前端，上述两个万向轮之间的距离小于上述两个舵轮之间的距离。
当然，也可以采用诸如球形轮、全向轮等其他结构的从动轮，能够随着舵轮的转向而发生相应的转动，并为承载设备提供支持力，本说明书对此不做限定。
承载设备可以通过自身携带的传感器(如陀螺仪、激光扫描器等)，获取承载设备当前时刻的行驶数据，如该承载设备当前时刻的速度、位置、朝向等，需要说明的是，在承载设备进行转向的过程中，上述承载设备当前时刻的速度包括该承载设备移动的角速度和线速度，而由于舵轮是安装在承载设备上的固定位置的，在转向过程中每个舵轮和承载设备所移动的角度是相同的，所以该过程中每个舵轮的角速度与该承载设备的角速度相等。
S102：根据所述承载设备当前时刻的速度，确定所述承载设备当前时刻对应的转向半径长度，并根据所述转向半径长度，所述承载设备当前时刻的位置坐标和所述朝向，确定所述承载设备在当前时刻的位置坐标以及所述朝向下对应的旋转中心，以及根据所述承载设备的结构信息以及所述承载设备在当前时刻的位置坐标，确定所述两个舵轮在当前时刻的位置坐标。
在承载设备转向的过程中，承载设备可以根据当前时刻自身的角速度以及线速度，确定承载设备当前时刻的转向半径长度，承载设备当前时刻的转向半径计算公式可以为：
其中，R为当前时刻承载设备当前时刻的转向半径长度，bodyv为承载设备当前时刻的线速度，bodyw为承载设备当前时刻的角速度。
在确定承载设备的旋转半径之后，承载设备可以根据转向半径的长度，承载设备当前时刻的位置坐标和朝向，确定旋转中心。
具体的，承载设备可以根据预先设置好的基准点，构建以该基准点为中心的世界坐标系，确定承载设备质心(承载设备质量的中心)在上述世界坐标系中的位置坐标，以及承载设备行驶方向与世界坐标系水平坐标轴(X轴)之间的夹角，并将该夹角作为承载设备的航向角，其中，上述预先设置好的基准点需要与成载设备在同一平面内。所以，可以理解为质心在世界坐标系中的位置坐标，即为该承载设备在世界坐标系中的位置坐标。
承载设备可以根据旋转半径的长度、当前时刻承载设备在世界坐标系中的位置坐标(质心在世界坐标系中的位置坐标)以及航向角，确定承载设备的旋转中心，承载设备旋转中心的计算公式可以为：
其中，xr为承载设备的旋转中心在世界坐标系中的水平坐标，yr为承载设备的旋转中心在世界坐标系中的垂直坐标，xc为当前时刻承载设备的质心在世界坐标系中的水平坐标，yc为当前时刻承载设备的质心在世界坐标系中的垂直坐标，bodya为当前时刻承载设备的航向角，所以
为xc和xr在水平轴方向上的距离，
为yc和yr在垂直轴方向的距离。
为了避免由于旋转中心坐标与质心坐标之间的位置关系不同导致计算结果的误差，因此可以通过引用符号公式sign(bodyw)来确定承载设备的旋转中心在世界坐标系中的位置坐标，当旋转中心位于质心的右侧(即世界坐标系水平轴正方向)，则sign(bodyw)为正，当旋转中心位于质心的左侧(即世界坐标系水平轴负方向)，则sign(bodyw)为负。
为了便于描述，本说明书还提供了一种承载设备转向原理示意图，如图3所示。
图3为本说明书提供的一种承载设备转向原理示意图。
其中，R为旋转中心在世界坐标系中的坐标，C为承载设备质心当前时刻在世界坐标系中的位置坐标，此时承载设备的航向角
旋转中心R的位置坐标位于质心位置坐标右侧，则sign(bodyw)为负，则xc和xr在水平轴方向上的距离
而yc和yr在垂直轴方向上的距离
所以此时xr＞xc，而yr＜yc。
在确定出旋转中心的位置坐标后，承载设备可以以质点为中心，构建该承载设备的设备坐标系，作为局部坐标系，根据其结构信息(如两个舵轮之间的距离以及舵轮到质心的垂直距离等)以及当前时刻的位置坐标，通过坐标转换矩阵确定每个舵轮在世界坐标系中的位置坐标，舵轮在世界坐标系中的位置坐标计算公式可以为：
其中，xs1为其中一个舵轮s1当前时刻在世界坐标系中的水平坐标，ys1为该舵轮当前时刻在世界坐标系中的垂直坐标，xs2为另一个舵轮s2当前时刻在世界坐标系中的水平坐标，ys2为该舵轮当前时刻在系世界坐标中的垂直坐标，θc为当前时刻设备坐标系与世界坐标系之间的转向角度，H为舵轮到质心的垂直距离，D为每个舵轮到两个舵轮之间中心位置的距离，由此可以得到舵轮s1的位置坐标(xs1,ys1),和舵轮s2的位置坐标(xs2,ys2)。
S103：针对每个舵轮，根据所述旋转中心和该舵轮在当前时刻的位置坐标，确定该舵轮在当前时刻的行驶数据。
承载设备确定出每个舵轮当前时刻在世界坐标系中的位置坐标后，针对每个舵轮，承载设备可以根据旋转中心的位置坐标，以及该舵轮当前时刻的位置坐标，确定当前时刻该舵轮到旋转中心的距离，当前时刻该舵轮到旋转中心的距离公式可以为：
其中，R1为舵轮s1与旋转中心之间的距离。
承载设备可以根据当前时刻该舵轮与旋转中心之间的距离，以及当前时刻该舵轮的角速度，确定当前时刻该舵轮的线速度，当前时刻该舵轮的线速度计算公式可以为：
vs1＝wc*R1
其中，vs1为舵轮s1当前时刻的线速度，wc为舵轮s1的角速度，且与上述承载设备当前时刻的角速度bodyw相等。
承载设备还可以根据当前时刻该舵轮的位置坐标，以及旋转中心的位置坐标，确定该舵轮在当前时刻的朝向，即舵轮在当前时刻与世界坐标系水平轴之间的夹角，舵轮在当前时刻与世界坐标系水平轴之间的夹角计算公式可以为：
其中，as1为当前时刻舵轮s1与世界坐标系水平轴之间的夹角，atan2((ys1-yr),(xs1-xr))则为当前时刻舵轮s1与旋转中心之间的距离R1与世界坐标系水平轴之间的夹角，sign(wc)为符号公式，当旋转中心位于该舵轮上方(即世界坐标系垂直轴的正方向)，sign(wc)为正，当旋转中心位于该舵轮下方(即世界坐标系垂直轴的负方向)，则sign(wc)为负。
需要说明的是，承载设备可以先确定当前时刻该舵轮到旋转中心的距离，再确定舵轮在当前时刻的朝向，或先确定舵轮在当前时刻的朝向再确定当前时刻该舵轮到旋转中心的距离，当然，也可以两者同时进行，本说明书对此不做限定。
S104：以在该舵轮在当前时刻的行驶数据的基础上，对该舵轮进行控制，使得所述承载设备下一时刻的位置位于预设轨迹为约束条件，确定在下一时刻针对该舵轮的控制数据，作为该舵轮对应的实际控制数据。
承载设备可以以在该舵轮在当前时刻的行驶数据的基础上，对该舵轮进行控制，使得所述承载设备下一时刻的位置位于预设轨迹为约束条件，确定在下一时刻该舵轮对应的位置坐标以及朝向，从而使承载设备下一时刻的位置位于预设轨迹上。
具体的，承载设备可以根据该舵轮在下一时刻对应的位置坐标以及该舵轮在当前时刻对应的位置坐标，确定该舵轮对应的控制速度，其中，承载设备可以根据舵轮在当前时刻的位置坐标以及该舵轮在当前时刻的朝向，确定该舵轮在下一时刻移动单位距离后在世界坐标系中的位置坐标，该舵轮在下一时刻移动单位距离后在世界坐标系中的位置坐标计算公式可以为：
其中，xas1为舵轮在下一时刻移动单位距离后在世界坐标系中的水平坐标，yas1为舵轮在下一时刻移动单位距离后在世界坐标系中的垂直坐标，此时可以假设该舵轮在单位时间内移动的单位距离为1，并将其作为cos(as1)的系数，则cos(as1)为该舵轮在单位时间内水平坐标移动的距离，sin(as1)为该舵轮在单位时间内垂直坐标移动的距离，由此可以得到承载设备下一时刻在世界坐标系中的位置坐标(xas1，yas1)。
承载设备在计算出下一时刻舵轮在世界坐标系中的位置坐标后，可以根据该舵轮的中心构建该舵轮的舵轮坐标系，通过世界坐标系对于承载设备的坐标转换矩阵，以及设备坐标系对于上述舵轮坐标系的平移变换矩阵，确定该舵轮在该舵轮的坐标系中的位置坐标，其中，世界坐标系对于承载设备的坐标转换矩阵包括：世界坐标系对于设备坐标系的平移变换矩阵以及世界坐标系对于设备坐标系的旋转变换矩阵，该舵轮在该舵轮的坐标系中的位置坐标计算公式可以为：
其中，
为设备坐标系对于该舵轮坐标系的平移变换矩阵，
为世界坐标系对于设备坐标系的旋转变换矩阵，
为世界坐标系对于设备坐标系的平移变换矩阵，由此可以得到下一时刻该舵轮在该舵轮的坐标系中的位置坐标(xθs1，yθs1)。
承载设备可以根据该舵轮在该舵轮的坐标系中的位置坐标，确定该舵轮在该舵轮的坐标系下与该舵轮的坐标系水平轴之间的夹角，作为该舵轮的转向角，该舵轮的转向角计算公式可以为：
θs1＝atan2(yθs1,xθs1)
其中，θs1为舵轮s1的转向角(即与舵轮s1的坐标系水平轴之间的夹角)。
当然，承载设备也可以先确定该舵轮下一时刻对应的朝向，进而根据世界坐标系与所述承载设备的设备坐标系之间的坐标转换矩阵，对该舵轮在下一时刻对应的朝向进行转换，确定出该舵轮在下一时刻的转向角。
在本说明书中，另一个舵轮的线速度以及转向角，也可以通过上述方法进行确定，本说明书对此不做过多赘述。
由于在世界坐标系中，通过承载设备的角速度和线速度计算得到的转向半径对应的旋转中心会有多个，因此通过计算得到的该舵轮的转向角以及线速度会有多个，因此，承载设备可以在由多个舵轮的转向角以及线速度构成的候选控制数据中，确定出与预设轨迹的行驶方向相匹配的控制数据，作为对在下一时刻针对该舵轮对应的实际控制数据。
例如，承载设备确定出的线速度的方向会有两个，这两个线速度的大小相等，方向相反，相应的，上述两个不同方向的线速度也会对应有两个不同的转向角，为了避免承载设备突然向相反的方向移动从而导致舵轮运行失速，承载设备可以选择与当前时刻舵轮线速度方向最接近的线速度以及线速度方向下对应的转向角作为在下一时刻针对该舵轮对应的实际控制数据，以使承载设备在下一时刻仍然位于预设轨迹上。
此外，承载设备还需要根据每个舵轮的转向范围，对舵轮的转向角进行约束，使得确定出的每个舵轮的转向角度不超过该舵轮的转向范围。
S105：按照每个舵轮对应的控制数据，对所述承载设备进行控制。
按照每个舵轮对应的线速度，以及每个舵轮的转向角度，对承载设备进行控制，使该承载设备在下一时刻能够位于预设轨迹上，并通过对每个舵轮对应的线速度，以及每个舵轮的转向角度进行积分合成，从而获得下一时刻底盘的位置、速度和朝向，用于下一次计算每个舵轮对应的线速度，以及每个舵轮的转向角度。
从上述方法可以看出，通过对后方间距较大的舵轮的控制实现承载设备的移动和转向，提高了承载设备的转向灵活度以及稳定性，此外，承载设备会当前时刻的行驶数据的基础上，按照每个舵轮对应的控制数据，对所述承载设备进行控制，从而使承载设备一直位于预设轨迹上，提高了承载设备的定位精度。
以上为本说明书的一个或多个实施承载设备的控制方法，基于同样的思路，本说明书还提供了相应的承载设备的控制装置，如图4所示。
图4为本说明书提供的一种承载设备的控制装置示意图，包括：
获取模块401，用于获取所述承载设备当前时刻的行驶数据，所述行驶数据包括：所述承载设备当前时刻的位置坐标、速度和朝向；
第一确定模块402，用于根据所述承载设备当前时刻的速度，确定所述承载设备当前时刻对应的转向半径长度，并根据所述转向半径长度，所述承载设备当前时刻的位置坐标和所述朝向，确定所述承载设备在当前时刻的位置坐标以及所述朝向下对应的旋转中心，以及根据所述承载设备的结构信息以及所述承载设备在当前时刻的位置坐标，确定所述两个舵轮在当前时刻的位置坐标；
第二确定模块403，用于针对每个舵轮，根据所述旋转中心和该舵轮在当前时刻的位置坐标，确定该舵轮在当前时刻的行驶数据；
第三确定模块404，用于以在该舵轮在当前时刻的行驶数据的基础上，对该舵轮进行控制，使得所述承载设备下一时刻的位置位于预设轨迹为约束条件，确定在下一时刻针对该舵轮的控制数据，作为该舵轮对应的实际控制数据；
控制模块405，用于按照每个舵轮对应的控制数据，对所述承载设备进行控制。
可选地，所述两个舵轮之间的距离大于所述两个万向轮之间的距离。
可选地，所述获取模块401具体用于，所述承载设备的速度包括：所述承载设备在所述位置坐标处的角速度和线速度。
可选地，所述第一确定模块402具体用于，根据所述承载设备在所述位置坐标处的角速度和线速度，确定所述承载设备转向半径长度。
可选地，所述第二确定模块403具体用于，根据该舵轮在当前时刻的位置坐标以及所述旋转中心，确定该舵轮与所述旋转中心之间的距离；根据所述承载设备在当前时刻的速度以及该舵轮与所述旋转中心之间的距离，确定该舵轮在当前时刻的线速度，以及根据所述旋转中心的位置坐标以及该舵轮在当前时刻的位置坐标，确定该舵轮在当前时刻的朝向。
可选地，所述第三确定模块404具体用于，以在该舵轮在当前时刻的行驶数据的基础上，对该舵轮进行控制，使得所述承载设备下一时刻的位置位于预设轨迹为约束条件，确定在下一时刻该舵轮对应的位置坐标以及朝向；根据该舵轮在下一时刻对应的位置坐标以及该舵轮在当前时刻对应的位置坐标，确定该舵轮对应的控制速度，以及根据世界坐标系与所述承载设备的设备坐标系之间的坐标转换矩阵，和所述设备坐标系与该舵轮的坐标系之间的坐标转换矩阵，对该舵轮在下一时刻对应的朝向进行转换，确定出该舵轮在下一时刻的转向角；将所述转向角以及该舵轮对应的控制速度，作为该舵轮对应的控制数据。
可选地，所述第三确定模块404具体用于，以在该舵轮在当前时刻的行驶数据的基础上，对该舵轮进行控制，使得所述承载设备下一时刻的位置位于预设轨迹为约束条件，确定在下一时刻针对该舵轮的至少一个候选控制数据；从所述至少一个候选控制数据中，确定出与所述预设轨迹的行驶方向相匹配的候选控制数据，作为针对在下一时刻针对该舵轮对应的实际控制数据。
可选地，所述承载设备用于承载医疗设备。
本说明书还提供了一种计算机可读存储介质，该存储介质存储有计算机程序，计算机程序可用于执行上述图1提供的一种承载设备的控制方法。
本说明书还提供了图5所示的一种对应于图1的承载设备的示意结构图。如图5所述，在硬件层面，该承载设备包括处理器、内部总线、网络接口、内存以及非易失性存储器，当然还可能包括其他业务所需要的硬件。处理器从非易失性存储器中读取对应的计算机程序到内存中然后运行，以实现上述图1所述的承载设备的控制方法。当然，除了软件实现方式之外，本说明书并不排除其他实现方式，比如逻辑器件抑或软硬件结合的方式等等，也就是说以下处理流程的执行主体并不限定于各个逻辑单元，也可以是硬件或逻辑器件。
在20世纪90年代，对于一个技术的改进可以很明显地区分是硬件上的改进(例如，对二极管、晶体管、开关等电路结构的改进)还是软件上的改进(对于方法流程的改进)。然而，随着技术的发展，当今的很多方法流程的改进已经可以视为硬件电路结构的直接改进。设计人员几乎都通过将改进的方法流程编程到硬件电路中来得到相应的硬件电路结构。因此，不能说一个方法流程的改进就不能用硬件实体模块来实现。例如，可编程逻辑器件(Programmable Logic Device,PLD)(例如现场可编程门阵列(Field Programmable GateArray，FPGA))就是这样一种集成电路，其逻辑功能由用户对器件编程来确定。由设计人员自行编程来把一个数字系统“集成”在一片PLD上，而不需要请芯片制造厂商来设计和制作专用的集成电路芯片。而且，如今，取代手工地制作集成电路芯片，这种编程也多半改用“逻辑编译器(logic compiler)”软件来实现，它与程序开发撰写时所用的软件编译器相类似，而要编译之前的原始代码也得用特定的编程语言来撰写，此称之为硬件描述语言(Hardware Description Language，HDL)，而HDL也并非仅有一种，而是有许多种，如ABEL(Advanced Boolean Expression Language)、AHDL(Altera Hardware DescriptionLanguage)、Confluence、CUPL(Cornell University Programming Language)、HDCal、JHDL(Java Hardware Description Language)、Lava、Lola、MyHDL、PALASM、RHDL(RubyHardware Description Language)等，目前最普遍使用的是VHDL(Very-High-SpeedIntegrated Circuit Hardware Description Language)与Verilog。本领域技术人员也应该清楚，只需要将方法流程用上述几种硬件描述语言稍作逻辑编程并编程到集成电路中，就可以很容易得到实现该逻辑方法流程的硬件电路。
控制器可以按任何适当的方式实现，例如，控制器可以采取例如微处理器或处理器以及存储可由该(微)处理器执行的计算机可读程序代码(例如软件或固件)的计算机可读介质、逻辑门、开关、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、可编程逻辑控制器和嵌入微控制器的形式，控制器的例子包括但不限于以下微控制器：ARC 625D、Atmel AT91SAM、Microchip PIC18F26K20以及Silicone Labs C8051F320，存储器控制器还可以被实现为存储器的控制逻辑的一部分。本领域技术人员也知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现控制器以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得控制器以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器和嵌入微控制器等的形式来实现相同功能。因此这种控制器可以被认为是一种硬件部件，而对其内包括的用于实现各种功能的装置也可以视为硬件部件内的结构。或者甚至，可以将用于实现各种功能的装置视为既可以是实现方法的软件模块又可以是硬件部件内的结构。
上述实施例阐明的系统、装置、模块或单元，具体可以由计算机芯片或实体实现，或者由具有某种功能的产品来实现。一种典型的实现设备为计算机。具体的，计算机例如可以为个人计算机、膝上型计算机、蜂窝电话、相机电话、智能电话、个人数字助理、媒体播放器、导航设备、电子邮件设备、游戏控制台、平板计算机、可穿戴设备或者这些设备中的任何设备的组合。
为了描述的方便，描述以上装置时以功能分为各种单元分别描述。当然，在实施本说明书时可以把各单元的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。
本领域内的技术人员应明白，本说明书的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本说明书可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本说明书可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本说明书是参照根据本说明书实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。
内存可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。内存是计算机可读介质的示例。
计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。
还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
本领域技术人员应明白，本说明书的实施例可提供为方法、系统或计算机程序产品。因此，本说明书可采用完全硬件实施例、完全软件实施例或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本说明书可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本说明书可以在由计算机执行的计算机可执行指令的一般上下文中描述，例如程序模块。一般地，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构等等。也可以在分布式计算环境中实践本说明书，在这些分布式计算环境中，由通过通信网络而被连接的远程处理设备来执行任务。在分布式计算环境中，程序模块可以位于包括存储设备在内的本地和远程计算机存储介质中。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
以上所述仅为本说明书的实施例而已，并不用于限制本说明书。对于本领域技术人员来说，本说明书可以有各种更改和变化。凡在本说明书的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本说明书的权利要求范围之内。
Claims (10)
1.一种承载设备的控制方法，其特征在于，所述承载设备的底盘的一端并排设有两个舵轮，所述底盘的另一端并排设有两个万向轮，所述方法包括：
获取所述承载设备当前时刻的行驶数据，所述行驶数据包括：所述承载设备当前时刻的位置坐标、速度和朝向；
根据所述承载设备当前时刻的速度，确定所述承载设备当前时刻对应的转向半径长度，并根据所述转向半径长度，所述承载设备当前时刻的位置坐标和所述朝向，确定所述承载设备在当前时刻的位置坐标以及所述朝向下对应的旋转中心，以及根据所述承载设备的结构信息以及所述承载设备在当前时刻的位置坐标，确定所述两个舵轮在当前时刻的位置坐标；
针对每个舵轮，根据所述旋转中心和该舵轮在当前时刻的位置坐标，确定该舵轮在当前时刻的行驶数据；
以在该舵轮在当前时刻的行驶数据的基础上，对该舵轮进行控制，使得所述承载设备下一时刻的位置位于预设轨迹为约束条件，确定在下一时刻针对该舵轮的控制数据，作为该舵轮对应的实际控制数据；
按照每个舵轮对应的控制数据，对所述承载设备进行控制。
2.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述两个舵轮之间的距离大于所述两个万向轮之间的距离。
3.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述承载设备的速度包括：所述承载设备在所述位置坐标处的角速度和线速度；
根据所述承载设备的速度，确定所述承载设备转向半径长度，具体包括：
根据所述承载设备在所述位置坐标处的角速度和线速度，确定所述承载设备转向半径长度。
4.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，针对每个舵轮，根据所述旋转中心和该舵轮在当前时刻的位置坐标，确定该舵轮在当前时刻的行驶数据，具体包括：
根据该舵轮在当前时刻的位置坐标以及所述旋转中心，确定该舵轮与所述旋转中心之间的距离；
根据所述承载设备在当前时刻的速度以及该舵轮与所述旋转中心之间的距离，确定该舵轮在当前时刻的线速度，以及根据所述旋转中心的位置坐标以及该舵轮在当前时刻的位置坐标，确定该舵轮在当前时刻的朝向。
5.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，以在该舵轮在当前时刻的行驶数据的基础上，对该舵轮进行控制，使得所述承载设备下一时刻的位置位于预设轨迹为约束条件，确定在下一时刻针对该舵轮的控制数据，作为该舵轮对应的控制数据，具体包括：
以在该舵轮在当前时刻的行驶数据的基础上，对该舵轮进行控制，使得所述承载设备下一时刻的位置位于预设轨迹为约束条件，确定在下一时刻该舵轮对应的位置坐标以及朝向；
根据该舵轮在下一时刻对应的位置坐标以及该舵轮在当前时刻对应的位置坐标，确定该舵轮对应的控制速度，以及根据世界坐标系与所述承载设备的设备坐标系之间的坐标转换矩阵，和所述设备坐标系与该舵轮的坐标系之间的坐标转换矩阵，对该舵轮在下一时刻对应的朝向进行转换，确定出该舵轮在下一时刻的转向角；
将所述转向角以及该舵轮对应的控制速度，作为该舵轮对应的控制数据。
6.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，以在该舵轮在当前时刻的行驶数据的基础上，对该舵轮进行控制，使得所述承载设备下一时刻的位置位于预设轨迹为约束条件，确定在下一时刻针对该舵轮的控制数据，作为该舵轮对应的控制数据，具体包括：
以在该舵轮在当前时刻的行驶数据的基础上，对该舵轮进行控制，使得所述承载设备下一时刻的位置位于预设轨迹为约束条件，确定在下一时刻针对该舵轮的至少一个候选控制数据；
从所述至少一个候选控制数据中，确定出与所述预设轨迹的行驶方向相匹配的候选控制数据，作为针对在下一时刻针对该舵轮对应的实际控制数据。
7.如权利1～6任一项所述的承载设备的控制方法，其特征在于，所述承载设备用于承载医疗设备。
8.一种承载的控制装置，其特征在于，包括：
获取模块，获取所述承载设备当前时刻的行驶数据，所述行驶数据包括：所述承载设备当前时刻的位置坐标、速度和朝向；
第一确定模块，根据所述承载设备当前时刻的速度，确定所述承载设备当前时刻对应的转向半径长度，并根据所述转向半径长度，所述承载设备当前时刻的位置坐标和所述朝向，确定所述承载设备在当前时刻的位置坐标以及所述朝向下对应的旋转中心，以及根据所述承载设备的结构信息以及所述承载设备在当前时刻的位置坐标，确定两个舵轮在当前时刻的位置坐标；
第二确定模块，针对每个舵轮，根据所述旋转中心和该舵轮在当前时刻的位置坐标，确定该舵轮在当前时刻的行驶数据；
第三确定模块，以在该舵轮在当前时刻的行驶数据的基础上，对该舵轮进行控制，使得所述承载设备下一时刻的位置位于预设轨迹为约束条件，确定在下一时刻针对该舵轮的控制数据，作为该舵轮对应的实际控制数据；
控制模块，按照每个舵轮对应的控制数据，对所述承载设备进行控制。
9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述权利要求1～7任一项所述的方法。
10.一种承载设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现上述权利要求1～7任一项所述的方法。
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