CN116931563A - 一种四舵轮的导航控制方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于全向舵轮导航技术领域，具体涉及一种四舵轮的导航控制方法及系统，通过确定车体当前时刻位姿、以及获取给定目标点的位姿，并判断车体需进行自旋运动、或斜行运动的运动状态，并控制导航系统计算调正导航车体到目标点的导航速度和导航角度，实现高精准的舵轮导航；且控制而车体进行自旋运动和斜行运动方式，能够实现车体在较小范围空间内实现全方位移动，且适合于四舵轮的底盘运动，实现良好控制效果，同时防止车辆抖动而影响导航精度。

Description

一种四舵轮的导航控制方法及系统

技术领域

本发明属于全向舵轮导航技术领域，具体涉及一种四舵轮的导航控制方法及系统。

背景技术

全向舵轮导航技术是机器人和自动化系统领域的一项关键技术，它是实现机器人和小车自主导航的重要手段之一。传统的导航算法需要求底盘要能够精准快速的反应下发的速度量，从而达到精准的路径控制。但是舵轮在这种情况下就会根据下发的速度矢量不停的调整轮子的姿态，前一个速度矢量未达到时，下一个速度矢量又来到了，从速度矢量跟踪上来看，四舵轮的实时速度矢量总是滞后于下发的速度指令，且实时速度存在很大波动，几乎很难进行精准的导航控制。

避障是机器人导航中十分重要的环节，传统的基于最短路径的避障绕行算法、基于虚拟势场的避障绕行算法、基于强化学习的避障绕行算法已经成功应用于了传统底盘的机器人中。这些方法旨在通过动态规划局部绕行路径来避开障碍物，但是在舵轮底盘下，这些频繁的下发复杂的绕行速度矢量会导致车辆抖动剧烈，不能够精确的按照绕行轨迹行驶。

发明内容

本发明在于提供一种四舵轮的导航控制方法及系统，通过确定车体当前时刻位姿、以及获取给定目标点的位姿，并判断车体需进行自旋运动、或斜行运动的运动状态，并控制导航系统计算调正导航车体到目标点的导航速度和导航角度，实现高精准的舵轮导航；且控制而车体进行自旋运动和斜行运动方式，能够实现车体在较小范围空间内实现全方位移动，且适合于四舵轮的底盘运动，实现良好控制效果，同时防止车辆抖动而影响导航精度。

一种四舵轮的导航控制方法，包括如下步骤：

S1：利用检测装置定频率采集舵轮部分各舵轮的速度和角度，结合前舵轮与后舵轮、左舵轮与右舵轮间间距，确定当前时刻车体的位姿(PX,PY,PA)，并记录当前时刻与上一时刻时间间隔内车体的位姿变化；

S2：给定目标点的位姿坐标(PX⁽¹⁾,PY⁽¹⁾,PA⁽¹⁾)，设定期望初始行走速度，基于当前时刻车体的位姿(PX,PY,PA)，判定车体运动状态，计算车体依照指定路径导航至给定目标点的导航速度和导航角度，并利用导航系统控制各舵轮带动车体移动到给定目标点；

其中，判定车体运动状态时，采用预设车体接近目标点位置和角度的容忍度判定，其过程具体包括：

S21：当|PA⁽¹⁾-PA|＞Angle_MinLimit、且|PX⁽¹⁾-PX|≤X_MinLimit、且|PY⁽¹⁾-PY|≤Y_MinLimit时，车体做自旋运动；

Angle_MinLimit为接近目标点角度的容忍度，用于判断车体姿态是否到位；X_MinLimit为车体在X方向上接近目标点位置的容忍度，用于判断车体在X方向上是否运动到位；Y_MinLimit为车体在Y方向上接近目标点位置的容忍度，用于判断车体在Y方向上是否运动到位；

S22：当|PA⁽¹⁾-PA|＜Angle_MinLimit、且|PX⁽¹⁾-PX|＞X_MinLimit、且|PY⁽¹⁾-PY|＞Y_MinLimit时，车体做斜行运动；

S23：当|PA⁽¹⁾-PA|＞Angle_MinLimit、且|PX⁽¹⁾-PX|＞X_MinLimit、且|PY⁽¹⁾-PY|＞Y_MinLimit时，车体先做自旋运动，再做斜行运动。

通过确定车体当前时刻位姿、以及获取给定目标点的位姿，并判断车体需进行自旋运动、或斜行运动的运动状态，并控制导航系统计算调正导航车体到目标点的导航速度和导航角度，实现高精准的舵轮导航；且控制而车体进行自旋运动和斜行运动方式，能够实现车体在较小范围空间内实现全方位移动，且适合于四舵轮的底盘运动，实现良好控制效果，同时防止车辆抖动而影响导航精度。

进一步的，所述S1中，舵轮部分包括左前舵轮、右前舵轮、左后舵轮、右后舵轮；所述前舵轮由所述左前舵轮、所述右前舵轮组成，所述后舵轮由所述左后舵轮、所述右后舵轮组成；所述左舵轮由所述左前舵轮、所述左后舵轮组成；所述右舵轮由所述右前舵轮、所述右后舵轮组成；

分别定义所述左前舵轮速度为V_LF、所述右前舵轮速度为V_RF、所述左后舵轮速度为V_LB、所述右后舵轮速度为V_RB；

分别定义所述左前舵轮角度为A_LF、所述右前舵轮角度为A_RF、所述左后舵轮角度为A_LB、所述右后舵轮角度为A_RB；

定义所述前舵轮与所述后舵轮间的旋转中心距离为AGV_LENGTH；

定义所述左舵轮与所述右舵轮间的距离为AGV_WIDTH。

进一步的，所述S1中，确定当前时刻车体的位姿(PX,PY,PA)，并记录当前时刻车体位姿与上一时刻时间间隔内车体的位置与姿态变化的过程具体包括：

S11：基于定频率采集各舵轮的速度和角度，结合前舵轮与后舵轮、左舵轮与右舵轮间间距，计算当前时刻车体线速度和角速度；

S12：计算当前时刻与上一时刻时间间隔内车体的位姿变化；

S13：基于时间间隔内车体的位姿变化，确定当前时刻车体的位姿(PX,PY,PA)。

通过定频率采集各舵轮的速度和角度，计算当前车体的线速度和角速度，以及与上一时刻的时间间隔内的车体位姿变化关系，实现实时对当前时刻车体位姿的实时更新，能够保证时间间隔内车体位姿的精准定位。

进一步的，所述S11中，车体线速度包括车体X方向线速度VX、车体Y方向线速度VY；计算当前时刻车体线速度和角速度的过程具体包括：

S111：当|A_LF-A_RF|≤0.5、且|A_LB-A_RF|≤0.5、且|A_LB-A_RB|≤0.5时，

车体X方向线速度VX的计算公式为：VX＝V_LF×cos(-A_LF)；

车体Y方向线速度VY的计算公式为：VY＝V_LF×sin(-A_LF)；

车体角速度VW的计算公式为：VW＝0；

S112：当|A_LF+A_RF|≤0.5、且|A_LF-A_RB|≤0.5、且|A_LB+A_RB|≤0.5时，

车体X方向线速度VX的计算公式为：VX＝0；

车体Y方向线速度VY的计算公式为：VY＝0；

车体角速度VW的计算公式为：

进一步的，所述S12中，计算时间间隔内车体的位姿变化的过程具体包括：

车体在X方向位移变化ΔX计算表达式为：

车体在Y方向位移变化ΔY计算表达式为：

车体姿态变化ΔA的计算表达式为：

进一步的，所述S13中，计算当前时刻车体位姿(PX,PY,PA)的过程具体包括：

车体在X方向位置坐标计算表达式为：PX＝ΔX+PX′；

车体在Y方向位置坐标计算表达式为：PY＝ΔY+PY′

车体姿态的计算表达式为：PAΔαA+PA′；

其中，(PX′,PY′,PA′)为上一时刻车体的位姿坐标。

进一步的，所述S2中，计算自旋运动、斜行运动状态下，导航系统的导航速度和导航角度的过程具体包括：

当判定车体做自旋运动时，

车体在X方向的导航线速度VX⁽¹⁾为：VX⁽¹⁾＝0；

车体在X方向的导航线速度VY⁽¹⁾为：VY⁽¹⁾＝0；

车体的导航角速度VW⁽¹⁾为：

式中，ConfigSpeed_Angle为车体起始设定角速度；PA″表示导航过程中实时的车体姿态；min_radio为车体接近给定目标点过程中速度的最小比例因子；

当判定车体做斜行运动时，

设定斜行运动时速度因子为alpha，其计算表达式为：

设定斜行运动速度分解角度因子beta，其计算表达式为：beta＝90°-PA+alpha；

此时，车体在X方向的导航线速度VX⁽¹⁾为：

车体在X方向的导航线速度VY⁽¹⁾为：

车体的导航角速度VW⁽¹⁾为：VW⁽¹⁾＝0；

式中，ConfigSpeed_X为在X方向上车体起始设定线速度，ConfigSpeed_Y为在Y方向上车体起始设定线速度；PX″表示导航过程中实时的车体在X方向上的位置坐标，PY″表示导航过程中实时的车体在Y方向上的位置坐标。

基于预设精准定位的容忍度，确定车体需进行的运动方式，进而在不同运动方式下采用速度阶级平稳调整的方式计算车体能够逼近给定目标点的方法，进而实现高精准的舵轮导航。

一种四舵轮的导航控制系统，包括：

车体，其底盘形状为矩形；

舵轮机构，其包括舵轮部分；所述舵轮部分包括左前舵轮、右前舵轮、左后舵轮、右后舵轮；所述左前舵轮、所述右前舵轮、所述左后舵轮、所述右后舵轮分别对称布置在所述车体底部四角；

检测装置，其为里程计；所述里程计设置在所述舵轮部分上，用于检测所述车体位姿、以及各舵轮的运动速度和角度；

控制系统，其用于计算和一体化控制所述舵轮机构各舵轮沿指定路径行驶的行走速度和转向角度；所述控制系统控制所述车体运动的控制算法包括斜行运动模型、自旋运动模型，所述斜行运动模块用于实现所述车体沿着斜线行走，所述自旋运动模型用于调整所述车体的行驶角度。

通过检测装置检测舵轮机构各舵轮的运动速度和角度、以及车体位姿，并通过控制系统控制舵轮机构带动车体依照指定导航路径至给定目标点，实现高精准的舵轮导航；同时检测装置采用里程计，能够提高检测精度，进而提升定位精度。

进一步的，所述舵轮机构还包括；

转向部分，其用于控制所述舵轮部分各舵轮相对于所述车体正前方的旋转角度；

行走部分，其用于控制所述舵轮部分带动所述车体沿当前角度行走。

进一步的，所述斜行运动模型控制时，所述车体的转向角度始终不变；

所述自旋运动模型控制时，所述左前舵轮和所述左后舵轮、与所述右前舵轮和所述右后舵轮的速度数值相同、速度方向相反。

本发明的有益效果为：

本发明通过确定车体当前时刻位姿、以及获取给定目标点的位姿，并判断车体需进行自旋运动、或斜行运动的运动状态，并控制导航系统计算调正导航车体到目标点的导航速度和导航角度，实现高精准的舵轮导航；且控制而车体进行自旋运动和斜行运动方式，能够实现车体在较小范围空间内实现全方位移动，且适合于四舵轮的底盘运动，实现良好控制效果，同时防止车辆抖动而影响导航精度。

附图说明

图1为本发明的流程示意图；

图2为本发明中车体舵轮机构的位置示意图；

图3为本发明中车体运动控制示意图。

附图标记：

1、车体；

21、左前舵轮；22、右前舵轮；23、左后舵轮；24、右后舵轮。

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。

需要说明的是，下述实施方案中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得；在本发明的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“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，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

实施例1

如图1所示，在本实施例中，提供一种四舵轮的导航控制方法，通过确定车体1当前时刻位姿、以及获取给定目标点的位姿，并判断车体1需进行自旋运动、或斜行运动的运动状态，并控制导航系统计算调正导航车体1到目标点的导航速度和导航角度，实现高精准的舵轮导航；且控制而车体1进行自旋运动和斜行运动方式，能够实现车体1在较小范围空间内实现全方位移动，且适合于四舵轮的底盘运动，实现良好控制效果，同时防止车辆抖动而影响导航精度；具体包括如下步骤：

S1：利用检测装置定频率采集舵轮部分各舵轮的速度和角度，结合前舵轮与后舵轮、左舵轮与右舵轮间间距，确定当前时刻车体1的位姿(PX,PY,PA)，并记录当前时刻与上一时刻时间间隔内车体1的位姿变化；

其中，如图2所示，舵轮部分包括左前舵轮21、右前舵轮22、左后舵轮23、右后舵轮24；前舵轮由左前舵轮21、右前舵轮22组成，后舵轮由左后舵轮23、右后舵轮24组成；左舵轮由左前舵轮21、左后舵轮23组成；右舵轮由右前舵轮22、右后舵轮24组成。

在本实施例中，如图3所示，分别定义左前舵轮21速度为V_LF、右前舵轮22速度为V_RF、左后舵轮23速度为V_LB、右后舵轮24速度为V_RB；

在本实施例中，分别定义左前舵轮21角度为A_LF、右前舵轮22角度为A_RF、左后舵轮23角度为A_LB、右后舵轮24角度为A_RB；

在本实施例中，左前舵轮21、右前舵轮22、左后舵轮23、右后舵轮24的角度范围均为

在本实施例中，定义前舵轮与后舵轮间的旋转中心距离为AGV_LENGTH；

在本实施例中，定义左舵轮与右舵轮间的距离为AGV_WIDTH。

其中，确定当前时刻车体1的位姿(PX,PY,PA)，并记录当前时刻车体1的位姿与上一时刻时间间隔内车体1的位置与姿态变化的过程具体包括：

S11：基于定频率采集各舵轮的速度和角度，结合前舵轮与后舵轮、左舵轮与右舵轮间间距，计算当前时刻车体1的线速度和角速度；

车体1的线速度包括车体1在X方向线速度VX、车体1在Y方向线速度VY；计算当前时刻车体1的线速度和角速度的过程具体包括：

S111：当|A_LF-A_RF|≤0.5、且|A_LB-A_RF|≤0.5、且|A_LB-A_RB|≤0.5时，

车体1在X方向线速度VX的计算公式为：VX＝V_LF×cos(-A_LF)；

车体1在Y方向线速度VY的计算公式为：VY＝V_LF×sin(-A_LF)；

车体1角速度VW的计算公式为：VW＝0；

S112：当|A_LF+A_RF|≤0.5、且|A_LF-A_RB|≤0.5、且|A_LB+A_RB|≤0.5时，

车体1在X方向线速度VX的计算公式为：VX＝0；

车体1在Y方向线速度VY的计算公式为：VY＝0；

车体1角速度VW的计算公式为：

S12：计算当前时刻与上一时刻时间间隔内车体1的位姿变化；

车体1在X方向位移变化ΔX计算表达式为：

车体1在Y方向位移变化ΔY计算表达式为：

车体1姿态变化ΔA的计算表达式为：

S13：基于时间间隔内车体1的位姿变化，确定当前时刻车体1的位姿(PX,PY,PA)。

车体1在X方向位置坐标计算表达式为：PX＝ΔX+PX′；

车体1在Y方向位置坐标计算表达式为：PY＝ΔY+PY′

车体1姿态的计算表达式为：PA＝ΔA+PA′；

其中，(PX′,PY′,PA′)为上一时刻车体1的位姿坐标。

在本实施例中，车体1位姿变化的更新采用里程计表示。

通过定频率采集各舵轮的速度和角度，计算当前车体1的线速度和角速度，以及与上一时刻的时间间隔内的车体1位姿变化关系，实现实时对当前时刻车体1位姿的实时更新，能够保证时间间隔内车体1位姿的精准定位。

S2：给定目标点的位姿坐标(PX⁽¹⁾,PY⁽¹⁾,PA⁽¹⁾)，设定期望初始行走速度，基于当前时刻车体1的位姿(PX,PY,PA)，判定车体1运动状态，计算车体1依照指定路径导航至给定目标点的导航速度和导航角度，并利用导航系统控制各舵轮带动车体1移动到给定目标点；

其中，判定车体1运动状态时，采用预设车体1接近目标点位置和角度的容忍度判定，其过程具体包括：

S21：当|PA⁽¹⁾-PA|＞Angle_MinLimit、且|PX⁽¹⁾-PX|≤X_MinLimit、且|PY⁽¹⁾-PY|≤Y_MinLimit时，车体1做自旋运动；此时，

车体1在X方向的导航线速度VX⁽¹⁾为：VX⁽¹⁾＝0；

车体1在X方向的导航线速度VY⁽¹⁾为：VY⁽¹⁾＝0；

车体1的导航角速度VW⁽¹⁾为：

式中，Angle_MinLimit为接近目标点角度的容忍度，用于判断车体1姿态是否到位；X_MinLimit为车体1在X方向上接近目标点位置的容忍度，用于判断车体1在X方向上是否运动到位；Y_MinLimit为车体1在Y方向上接近目标点位置的容忍度，用于判断车体1在Y方向上是否运动到位；ConfigSpeed_Angle为车体1起始设定角速度；PA″表示导航过程中实时的车体1姿态；min_radio为车体1接近给定目标点过程中速度的最小比例因子；

S22：当|PA⁽¹⁾-PA|＜Angle_MinLimit、且|PX⁽¹⁾-PX|＞X_MinLimit、且|PY⁽¹⁾-PY|＞Y_MinLimit时，车体1做斜行运动；

设定斜行运动时速度因子为alpha，其计算表达式为：

设定斜行运动速度分解角度因子beta，其计算表达式为：beta＝90°-PA+alpha；

此时，车体1在X方向的导航线速度VX⁽¹⁾为：

车体1在X方向的导航线速度VY⁽¹⁾为：

车体1的导航角速度VW⁽¹⁾为：VW⁽¹⁾＝0；

式中，ConfigSpeed_X为在X方向上车体1起始设定线速度，ConfigSpeed_Y为在Y方向上车体1起始设定线速度；PX″表示导航过程中实时的车体1在X方向上的位置坐标，PY″表示导航过程中实时的车体1在Y方向上的位置坐标；

S23：当|PA⁽¹⁾-PA|＞Angle_MinLimit、且|PX⁽¹⁾-PX|＞X_MinLimit、且|PY⁽¹⁾-PY|＞Y_MinLimit时，车体1先做自旋运动，再做斜行运动。

在本实施例中，ConfigSpeed_Angle×min_radio≤1mm，即判定车体1接近给定目标点的定位精度为1mm。

在本实施例中，X_MinLimit、Y_MinLimit分别取0.5～0.8mm，Angle_MinLimit取0.5°～0.8°。

基于预设精准定位的容忍度，确定车体1需进行的运动方式，进而在不同运动方式下采用速度阶级平稳调整的方式计算车体1能够逼近给定目标点的方法，进而实现高精准的舵轮导航。

实施例2

本实施例提供一种四舵轮的导航控制系统，包括车体1、舵轮机构、检测装置、控制系统，通过检测装置检测舵轮机构各舵轮的运动速度和角度、以及车体1位姿，并通过控制系统控制舵轮机构带动车体1依照指定导航路径至给定目标点，实现高精准的舵轮导航；同时检测装置采用里程计，能够提高检测精度，进而提升定位精度。

具体来说，车体1，其底盘形状为矩形；

具体来说，舵轮机构，其包括：

舵轮部分，如图2所示，其包括左前舵轮21、右前舵轮22、左后舵轮23、右后舵轮24；左前舵轮21、右前舵轮22、左后舵轮23、右后舵轮24分别对称布置在车体1底部四角；

转向部分，其用于控制舵轮部分各舵轮相对于车体1正前方的旋转角度；

行走部分，其用于控制舵轮部分带动车体1沿当前角度行走。

具体来说，检测装置，其为里程计；里程计设置在舵轮部分上，用于检测车体1位姿、以及各舵轮的运动速度和角度；

具体来说，控制系统，其用于计算和一体化控制舵轮机构各舵轮沿指定路径行驶的行走速度和转向角度；控制系统控制车体1运动的控制算法包括斜行运动模型、自旋运动模型，斜行运动模块用于实现车体1沿着斜线行走，自旋运动模型用于调整车体1的行驶角度；

其中，当斜行运动模型控制时，车体1的转向角度始终不变；

其中，所述自旋运动模型控制时，左前舵轮和左后舵轮、与右前舵轮和右后舵轮的速度数值相同、速度方向相反。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种四舵轮的导航控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：利用检测装置定频率采集舵轮部分各舵轮的速度和角度，结合前舵轮与后舵轮、左舵轮与右舵轮间间距，确定当前时刻车体的位姿(PX,PY,PA)，并记录当前时刻与上一时刻时间间隔内车体的位姿变化；

S2：给定目标点的位姿坐标(PX⁽¹⁾,PY⁽¹⁾,PA⁽¹⁾)，设定期望初始行走速度，基于当前时刻车体的位姿(PX,PY,PA)，判定车体运动状态，计算车体依照指定路径导航至给定目标点的导航速度和导航角度，并利用导航系统控制各舵轮带动车体移动到给定目标点；

其中，判定车体运动状态时，采用预设车体接近目标点位置和角度的容忍度判定，其过程具体包括：

S21：当|PA⁽¹⁾-PA|＞Angle_MinLimit、且|PX⁽¹⁾-PX|≤X_MinLimit、且|PY⁽¹⁾-PY|≤Y_MinLimit时，车体做自旋运动；

Angle_MinLimit为接近目标点角度的容忍度，用于判断车体姿态是否到位；X_MinLimit为车体在X方向上接近目标点位置的容忍度，用于判断车体在X方向上是否运动到位；Y_MinLimit为车体在Y方向上接近目标点位置的容忍度，用于判断车体在Y方向上是否运动到位；

S22：当|PA⁽¹⁾-PA|＜Angle_MinLimit、且|PX⁽¹⁾-PX|＞X_MinLimit、且|PY⁽¹⁾-PY|＞Y_MinLimit时，车体做斜行运动；

S23：当|PA⁽¹⁾-PA|＞Angle_MinLimit、且|PX⁽¹⁾-PX|＞X_MinLimit、且|PY⁽¹⁾-PY|＞Y_MinLimit时，车体先做自旋运动，再做斜行运动。

2.根据权利要求1所述的一种四舵轮的导航控制方法，其特征在于，所述S1中，

舵轮部分包括左前舵轮、右前舵轮、左后舵轮、右后舵轮；所述前舵轮由所述左前舵轮、所述右前舵轮组成，所述后舵轮由所述左后舵轮、所述右后舵轮组成；所述左舵轮由所述左前舵轮、所述左后舵轮组成；所述右舵轮由所述右前舵轮、所述右后舵轮组成；

分别定义所述左前舵轮速度为V_LF、所述右前舵轮速度为V_RF、所述左后舵轮速度为V_LB、所述右后舵轮速度为V_RB；

分别定义所述左前舵轮角度为A_LF、所述右前舵轮角度为A_RF、所述左后舵轮角度为A_LB、所述右后舵轮角度为A_RB；

定义所述前舵轮与所述后舵轮间的旋转中心距离为AGV_LENGTH；

定义所述左舵轮与所述右舵轮间的距离为AGV_WIDTH。

3.根据权利要求2所述的一种四舵轮的导航控制方法，其特征在于，所述S1中，确定当前时刻车体的位姿(PX,PY,PA)，并记录当前时刻车体位姿与上一时刻时间间隔内车体的位置与姿态变化的过程具体包括：

S11：基于定频率采集各舵轮的速度和角度，结合前舵轮与后舵轮、左舵轮与右舵轮间间距，计算当前时刻车体线速度和角速度；

S12：计算当前时刻与上一时刻时间间隔内车体的位姿变化；

S13：基于时间间隔内车体的位姿变化，确定当前时刻车体的位姿(PX,PY,PA)。

4.根据权利要求3所述的一种四舵轮的导航控制方法，其特征在于，所述S11中，车体线速度包括车体X方向线速度VX、车体Y方向线速度VY；计算当前时刻车体线速度和角速度的过程具体包括：

S111：当|A_LF-A_RF|≤0.5、且|A_LB-A_RF|≤0.5、且|A_LB-A_RB|≤0.5时，

车体X方向线速度VX的计算公式为：VX＝V_LF×cos(-A_LF)；

车体Y方向线速度VY的计算公式为：VY＝V_LF×sin(-A_LF)；

车体角速度VW的计算公式为：VW＝0；

S112：当|A_LF+A_RF|≤0.5、且|A_LF-A_RB|≤0.5、且|A_LB+A_RB|≤0.5时，

车体X方向线速度VX的计算公式为：VX＝0；

车体Y方向线速度VY的计算公式为：VY＝0；

车体角速度VW的计算公式为：

5.根据权利要求4所述的一种四舵轮的导航控制方法，其特征在于，所述S12中，计算时间间隔内车体的位姿变化的过程具体包括：

车体在X方向位移变化ΔX计算表达式为：

车体在Y方向位移变化ΔY计算表达式为：

车体姿态变化ΔA的计算表达式为：

6.根据权利要求5所述的一种四舵轮的导航控制方法，其特征在于，所述S13中，计算当前时刻车体位姿(PX,PY,PA)的过程具体包括：

车体在X方向位置坐标计算表达式为：PX＝ΔX+PX′；

车体在Y方向位置坐标计算表达式为：PY＝ΔY+PY′

车体姿态的计算表达式为：PA＝ΔA+PA′；

其中，(PX′,PY′,PA′)为上一时刻车体的位姿坐标。

7.根据权利要求5所述的一种四舵轮的导航控制方法，其特征在于，所述S2中，计算自旋运动、斜行运动状态下，导航系统的导航速度和导航角度的过程具体包括：

当判定车体做自旋运动时，

车体在X方向的导航线速度VX⁽¹⁾为：VX⁽¹⁾＝0；

车体在X方向的导航线速度VY⁽¹⁾为：VY⁽¹⁾＝0；

车体的导航角速度VW⁽¹⁾为：

式中，ConfigSpeed_Angle为车体起始设定角速度；PA″表示导航过程中实时的车体姿态；min_radio为车体接近给定目标点过程中速度的最小比例因子；

当判定车体做斜行运动时，

设定斜行运动时速度因子为alpha，其计算表达式为：

设定斜行运动速度分解角度因子beta，其计算表达式为：beta＝90°-PA+alpha；

此时，车体在X方向的导航线速度VX⁽¹⁾为：

车体在X方向的导航线速度VY⁽¹⁾为：

车体的导航角速度VW⁽¹⁾为：VW⁽¹⁾＝0；

式中，ConfigSpeed_X为在X方向上车体起始设定线速度，ConfigSpeed_Y为在Y方向上车体起始设定线速度；PX″表示导航过程中实时的车体在X方向上的位置坐标，PY″表示导航过程中实时的车体在Y方向上的位置坐标。

8.一种如权利要求1所述的四舵轮的导航控制系统，其特征在于，包括：

车体，其底盘形状为矩形；

舵轮机构，其包括舵轮部分；所述舵轮部分包括左前舵轮、右前舵轮、左后舵轮、右后舵轮；所述左前舵轮、所述右前舵轮、所述左后舵轮、所述右后舵轮分别对称布置在所述车体底部四角；

检测装置，其为里程计；所述里程计设置在所述舵轮部分上，用于检测所述车体位姿、以及各舵轮的运动速度和角度；

控制系统，其用于计算和一体化控制所述舵轮机构各舵轮沿指定路径行驶的行走速度和转向角度；所述控制系统控制所述车体运动的控制算法包括斜行运动模型、自旋运动模型，所述斜行运动模块用于实现所述车体沿着斜线行走，所述自旋运动模型用于调整所述车体的行驶角度。

9.根据权利要求8所述的一种四舵轮的导航控制系统，其特征在于，所述舵轮机构还包括；

转向部分，其用于控制所述舵轮部分各舵轮相对于所述车体正前方的旋转角度；

行走部分，其用于控制所述舵轮部分带动所述车体沿当前角度行走。

10.根据权利要求8所述的一种四舵轮的导航控制系统，其特征在于，所述斜行运动模型控制时，所述车体的转向角度始终不变；

所述自旋运动模型控制时，所述左前舵轮和所述左后舵轮、与所述右前舵轮和所述右后舵轮的速度数值相同、速度方向相反。