CN117093001B - 自动导向车的纠偏方法及系统 - Google Patents
自动导向车的纠偏方法及系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117093001B CN117093001B CN202311082512.2A CN202311082512A CN117093001B CN 117093001 B CN117093001 B CN 117093001B CN 202311082512 A CN202311082512 A CN 202311082512A CN 117093001 B CN117093001 B CN 117093001B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- speed
- course
- heading
- linear
- velocity
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 33
- 230000001953 sensory effect Effects 0.000 description 13
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000009193 crawling Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/72—Electric energy management in electromobility
Landscapes
- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
Abstract
本公开提供了一种自动导向车的纠偏方法及系统，方法包括：获取自动导向车的航向角偏量和沿第一方向到目标航向的距离偏量，第一方向为垂直于目标航向的方向；根据距离偏量、目标航向线速度比例系数、第一方向线速度比例系数获得第一方向的第一线速度；根据第一方向的第一线速度、航向角偏量、目标航向的第二线速度获得沿实际航向的第三线速度及沿第二方向的第四线速度，第二方向为垂直于实际航向的方向；根据沿第二方向的第四线速度、航向角速度比例系数获得纠偏航向角速度；基于纠偏航向角速度、沿实际航向的第三线速度通过差速模型获得左、右驱动轮电机的纠偏速度，以进行位置纠偏。本公开可以有效提高自动导向车的导航纠偏的精度和稳定性。
Description
技术领域
本公开涉及自动运动控制技术领域，特别涉及一种自动导向车的纠偏方法及系统。
背景技术
AGV(Automated Guided Vehicle，无人搬运车)以轮式移动为特征，较之步行、爬行或其它非轮式的移动机器人具有行动快捷、工作效率高、结构简单、可控性强、安全性好等优势。AGV常应用于工业领域与物流领域中，需要拥有极高的导航精度和可靠性来满足工业领域与物流领域的要求。
在AGV导航过程中，由于环境变化、传感器误差、机械系统不精确等原因，AGV可能会偏离预定路径或目标位置，导致导航不准确。为了纠正这种偏差，需要采取相应的纠偏方法。然而传统的差速轮组导航系统和纠偏方法很难达到所需的导航精度，因此亟需研发一种自动导向车的纠偏方法及系统，来提高导航纠偏的精确度以及可靠性。
发明内容
鉴于上述问题，本公开提供一种自动导向车的纠偏方法及系统，来提高AVG导航纠偏的精确度以及可靠性。
根据本公开的第一方面，提供一种自动导向车的纠偏方法，自动导向车包括位于车体中心处的相机传感器、以车体中心为基准的左驱动轮和右驱动轮，纠偏方法包括：
获取自动导向车的航向角偏量和沿第一方向到目标航向的距离偏量，其中，航向角偏量为目标航向与实际航向之间的夹角，第一方向为垂直于目标航向的方向；
根据所述距离偏量、目标航向线速度比例系数、第一方向线速度比例系数获得沿第一方向的第一线速度；
根据所述沿第一方向的第一线速度、航向角偏量、沿目标航向的第二线速度获得所述自动导向车沿实际航向的第三线速度、以及沿第二方向的第四线速度，其中，第二方向为垂直于实际航向的方向；
根据所述沿第二方向的第四线速度、航向角速度比例系数获得所述自动导向车的纠偏航向角速度；
基于所述纠偏航向角速度、所述沿实际航向的第三线速度通过差速模型获得左驱动轮电机的纠偏速度以及右驱动轮电机的纠偏速度，以控制所述自动导向车进行位置纠偏。
可选地，还包括：
通过调整所述第一方向线速度比例系数和/或所述航向角速度比例系数，调整所述自动导向车的纠偏幅度。
可选地，所述第一方向线速度比例系数和所述航向角速度比例系数为上位机调整的设定值。
可选地，根据所述距离偏量、目标航向线速度比例系数、第一方向线速度比例系数获得沿第一方向的第一线速度包括：
基于所述沿第一方向到目标航向的距离偏量、目标航向线速度比例系数、第一方向线速度比例系数的乘积获得所述沿第一方向的第一线速度，其中，所述目标航向线速度比例系数为所述沿目标航向的第二线速度与目标航向的最大目标线速度的比值的绝对值，所述沿目标航向的第二线速度为所述最大目标线速度通过速度规划算法获得。
可选地，所述速度规划算法包括S曲线速度规划算法。
可选地，根据所述沿第二方向的第四线速度、航向角速度比例系数获得所述自动导向车的纠偏航向角速度包括：
根据所述沿第二方向的第四线速度与所述航向角速度比例系数的比值获得所述纠偏航向角速度。
可选地，根据所述沿第一方向的第一线速度、航向角偏量、沿目标航向的第二线速度获得所述自动导向车沿实际航向的第三线速度包括：
根据所述沿第一方向的第一线速度和所述航向角偏量的正弦值的乘积获得所述沿第一方向的第一线速度在所述实际航向的第一速度分量；
根据所述沿目标航向的第二线速度和所述航向角偏量的余弦值的乘积获得所述沿目标航向的第二线速度在所述实际航向的第二速度分量；
根据所述实际航向的第一速度分量和所述实际航向的第二速度分量的和获得所述沿实际航向的第三线速度。
可选地，根据所述沿第一方向的第一线速度、航向角偏量、沿目标航向的第二线速度获得所述自动导向车沿第二方向的第四线速度包括：
根据所述沿第一方向的第一线速度和所述航向角偏量的余弦值的乘积获得所述沿第一方向的第一线速度在所述第二方向的第三速度分量；
根据所述沿目标航向的第二线速度和所述航向角偏量的正弦值的乘积获得所述沿目标航向的第二线速度在所述第二方向的第四速度分量；
根据所述第二方向的第三速度分量和所述第二方向的第四速度分量的和获得所述沿第二方向的第四线速度。
可选地，还包括：
判断所述沿第一方向到目标航向的距离偏量是否小于纠偏阈值，并在所述沿第一方向到目标航向的距离偏量小于所述纠偏阈值的情况下，将所述沿第一方向的第一线速度、所述沿第一方向的第一线速度在所述实际航向的第一速度分量和在所述第二方向的第三速度分量设置为0。
可选地，基于所述纠偏航向角速度、所述沿实际航向的第三线速度通过差速模型获得左驱动轮电机的纠偏速度包括：
根据所述纠偏航向角速度与左右驱动轮之间轴距的二分之一的乘积获得中间值；
根据所述沿实际航向的第三线速度与所述中间值的差值获得所述左驱动轮电机的纠偏速度。
可选地，基于所述纠偏航向角速度、所述沿实际航向的第三线速度通过差速模型获得右驱动轮电机的纠偏速度包括：
根据所述纠偏航向角速度与左右驱动轮之间轴距的二分之一的乘积获得中间值；
根据所述沿实际航向的第三线速度与所述中间值的和值获得所述右驱动轮电机的纠偏速度。
根据本公开的第二方面，提供一种自动导向车的纠偏系统，自动导向车包括以车体中心为基准的左驱动轮和右驱动轮，纠偏系统包括：
相机传感器，位于所述自动导向车的车体中心，用于获取自动导向车的航向角偏量和沿第一方向到目标航向的距离偏量，其中，航向角偏量为目标航向与实际航向之间的夹角，第一方向为垂直于目标航向的方向；以及
控制器，用于根据沿第一方向到目标航向的距离偏量、目标航向线速度比例系数、第一方向线速度比例系数获得沿第一方向的第一线速度，根据所述沿第一方向的第一线速度、航向角偏量、沿目标航向的第二线速度获得所述自动导向车沿实际航向的第三线速度、以及沿第二方向的第四线速度，根据沿第二方向的第四线速度、航向角速度比例系数获得所述自动导向车的纠偏航向角速度，并基于所述纠偏航向角速度、所述沿实际航向的第三线速度通过差速模型获得左驱动轮电机的纠偏速度以及右驱动轮电机的纠偏速度，以控制所述自动导向车进行位置纠偏，其中，第二方向为垂直于实际航向的方向。
可选地，所述第一方向线速度比例系数和所述航向角速度比例系数为上位机调整的设定值。
可选地，所述控制器还基于所述沿第一方向到目标航向的距离偏量、目标航向线速度比例系数、第一方向线速度比例系数的乘积获得所述沿第一方向的第一线速度，其中，所述目标航向线速度比例系数为所述沿目标航向的第二线速度与目标航向的最大目标线速度的比值的绝对值，所述沿目标航向的第二线速度为所述最大目标线速度通过速度规划算法获得。
可选地，所述速度规划算法包括S曲线速度规划算法。
可选地，所述控制器还根据所述沿第二方向的第四线速度与所述航向角速度比例系数的比值获得所述纠偏航向角速度。
可选地，所述控制器还根据所述沿第一方向的第一线速度和所述航向角偏量的正弦值的乘积获得所述沿第一方向的第一线速度在所述实际航向的第一速度分量，以及根据所述沿目标航向的第二线速度和所述航向角偏量的余弦值的乘积获得所述沿目标航向的第二线速度在所述实际航向的第二速度分量，并根据所述实际航向的第一速度分量和所述实际航向的第二速度分量的和获得沿实际航向的第三线速度。
可选地，所述控制器还根据所述沿第一方向的第一线速度和所述航向角偏量的余弦值的乘积获得所述沿第一方向的第一线速度在所述第二方向的第三速度分量，以及根据所述沿目标航向的第二线速度和所述航向角偏量的正弦值的乘积获得所述沿目标航向的第二线速度在所述第二方向的第四速度分量，并根据所述第二方向的第三速度分量和所述第二方向的第四速度分量的和获得所述沿第二方向的第四线速度。
可选地，所述控制器还用于判断所述沿第一方向到目标航向的距离偏量是否小于纠偏阈值，并在所述沿第一方向到目标航向的距离偏量小于所述纠偏阈值的情况下，将所述沿第一方向的第一线速度、所述沿第一方向的第一线速度在所述实际航向的第一速度分量和在所述第二方向的第三速度分量设置为0。
可选地，所述控制器还用于根据所述纠偏航向角速度与左右驱动轮之间轴距的二分之一的乘积获得中间值，以及根据所述沿实际航向的第三线速度与所述中间值的差值获得所述左驱动轮电机的纠偏速度。
可选地，所述控制器还用于根据所述纠偏航向角速度与左右驱动轮之间轴距的二分之一的乘积获得中间值，以及根据所述沿实际航向的第三线速度与中间值的和值获得所述右驱动轮电机的纠偏速度。
本公开提供的自动导向车的纠偏方法及系统，通过沿第一方向到目标航向的距离偏量、目标航向线速度比例系数、第一方向线速度比例系数获得沿第一方向的第一线速度，以及根据沿第一方向第一线速度、航向角偏量、沿目标航向的第二线速度获得AGV沿实际航向的第三线速度、沿第二方向的第四线速度，并根据沿第二方向的第四线速度、航向角速度比例系数获得自动导向车的纠偏航向角速度，进而基于纠偏航向角速度、沿实际航向的第三线速度通过差速模型获得左驱动轮电机的纠偏速度以及右驱动轮电机的纠偏速度，以控制自动导向车进行位置纠偏。即本公开可以通过AGV的航向角偏量、沿第一方向到目标航向的距离偏量、目标航向的第二线速度计算得到左驱动轮电机的纠偏速度以及右驱动轮电机的纠偏速度，以实现高效、准确且稳定可靠的导航纠偏。上述方法流程简单、执行速度快，而且纠偏精度高，能够有效解决导航过程中出现的偏差问题。另外，上述方法无需改变AGV的机械结构，便可使得AGV更加精准地达到目标位置，提高了AGV的整体性能和可靠性。
进一步地，本公开通过微调第一方向线速度比例系数来改变沿第一方向的第一线速度的大小，以达到调整第一方向的纠偏幅度。进一步通过微调航向角速度比例系数来改变通过沿第一方向的第一线速度计算得到的纠偏航向角速度的大小，进而改变航向角的纠偏幅度，以调整AVG的纠偏效果。
进一步地，本公开还判断沿第一方向到目标航向的距离偏量是否小于纠偏阈值，并仅在沿第一方向到目标航向的距离偏量超过纠偏阈值时，第一方向上的偏差纠偏才会生效。这使得可以有效防止AGV由于频繁的纠偏导致线性运行产生振荡，进而提高了导航纠偏的稳定性。
附图说明
通过以下参照附图对本公开实施例的描述，本公开的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：
图1示出了根据本公开实施例提供的自动导向车的示意图；
图2示出了根据本公开实施例提供的一种自动导向车的纠偏方法的流程示意图；
图3示出了根据本公开实施例提供的另一种自动导向车的纠偏方法的流程示意图；
图4示出了根据本公开实施例提供的自动导向车位置偏移后的部分速度分解示意图；
图5示出了根据本公开实施例提供的S曲线速度规划算法的时序图。
具体实施方式
以下将参照附图更详细地描述本发明的各种实施例。在各个附图中，相同的元件采用相同或类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
图1示出了根据本公开实施例提供的自动导向车的示意图。
如图1所示，自动导向车包括车体、左驱动轮110、右驱动轮120、相机传感器130、控制器(图中未示出)。
相机传感器130位于车体中心处。左驱动轮110、右驱动轮120为位于车体底部且以车体中心为基准对称分布的一组差速轮组。控制器例如安装在车体内部。进一步地，左驱动轮110、右驱动轮120例如包括车轮以及驱动车轮转动的电机。控制器基于上位机传送的电机速度或者自身经过纠偏计算获得的电机纠偏速度控制左驱动轮110、右驱动轮120转动，以使得AGV达到目的位置。
图2示出了根据本公开实施例提供的一种自动导向车的纠偏方法的流程示意图。图3示出了根据本公开实施例提供的另一种自动导向车的纠偏方法的流程示意图。图4示出了根据本公开实施例提供的自动导向车位置偏移后的部分速度分解示意图。图5示出了根据本公开实施例提供的S曲线速度规划算法的时序图。
结合图2、图3所示，自动导向车的纠偏方法包括如下步骤：
步骤S110：获取自动导向车的航向角偏量SensorAngle和沿沿第一方向到目标航向的距离偏量SensorY。其中，航向角偏量SensorAngle为目标航向与实际航向之间的夹角，第一方向为垂直于目标航向的方向。结合图4，以下以自动导向车100的目标航向为物理平面坐标系的X方向，实际航向为沿目标航向向左偏移航向角偏量SensorAngle(图4中的X1方向)为例进行说明。进一步地，自动导向车100车体正前方为实际航向。示例性地，第一方向为物理平面坐标系的Y方向。通过自动导向车100的相机传感器获取目标航向与实际航向之间的夹角航向角偏量SensorAngle、以及自动导向车沿沿第一方向到目标航向的距离偏量SensorY。
步骤S120：根据距离偏量SensorY、目标航向线速度比例系数veloPercent、第一方向线速度比例系数gainY获得沿第一方向的第一线速度VeloAcross.Lane。示例性地，此步骤包括步骤S121：基于距离偏量SensorY、目标航向线速度比例系数veloPercent、第一方向线速度比例系数gainY的乘积获得沿第一方向的第一线速度VeloAcross.Lane。进一步地，VeloAcross.Lane＝SensorY*gainY*veloPercent。其中，目标航向线速度比例系数veloPercent＝fabs((TargetVelo/MaxTargetVelo))，TargetVelo＝VeloAlong.Lane，为沿目标航向的第二线速度，MaxTargetVelo目标航向的最大目标线速度，fabs()为绝对值函数。其中，目标航向的最大目标线速度MaxTargetVelo为上位机下发的目标航向的最大目标速度，沿目标航向的第二线速度VeloAlong.Lane为最大目标线速度MaxTargetVelo通过S曲线速度规划算法获得但不限于通过此速度规划算法获得。结合图5，曲线表示沿目标航向的第二线速度VeloAlong.Lane达到稳态速度(最大目标线速度MaxTargetVelo)和减速停车的速度曲线。第一方向线速度比例系数gainY根据实际纠偏效果动态调整。需要说明，沿第一方向的第一线速度VeloAcross.Lane如果仅根据沿第一方向到目标航向的距离偏量SensorY和第一方向线速度比例系数gainY获得，那么自动导向车在最后停车阶段会出现实际航向的纠偏速度(第三线速度VeloOut.X)远远小于纠偏航向角速度VeloOut.YAW，进而导致AGV车身偏摆。因此本实施例的沿第一方向的第一线速度VeloAcross.Lane根据沿第一方向到目标航向的距离偏量SensorY、目标航向线速度比例系数veloPercent、第一方向线速度比例系数gainY获得，可以使得沿第一方向的第一线速度VeloAcross.Lane和被S曲线规划算法规划后的沿目标航向的第二线速度VeloAlong.Lane的变化曲线一致，进而提升了AGV的导航纠偏精度。
步骤S130：根据沿第一方向的第一线速度VeloAcross.Lane、航向角偏量SensorAngle、目标航向的第二线速度VeloAlong.Lane获得自动导向车沿实际航向的第三线速度VeloOut.X、以及沿第二方向的第四线速度VeloOut.Y，其中，第二方向为实际航向偏移90°的方向。进一步，步骤S130包括：
步骤S131：根据沿第一方向的第一线速度VeloAcross.Lane和航向角偏量SensorAngle的正弦值的乘积获得沿第一方向的第一线速度在实际航向的第一速度分量VeloAcross.X、根据沿目标航向的第二线速度VeloAlong.Lane和航向角偏量SensorAngle的余弦值的乘积获得沿目标航向的第二线速度在实际航向的第二速度分量VeloAlong.X、根据第一速度分量VeloAcross.X和第二速度分量VeloAlong.X的和获得沿实际航向的第三线速度VeloOut.X。结合图4，进一步地，第一速度分量VeloAcross.X＝VeloAcross.Lane*sin(SensorAngle)，第二速度分量VeloAlong.X＝VeloAlong.Lane*cos(SensorAngle)，自动导向车沿实际航向的第三线速度VeloOut.X＝VeloAcross.X+VeloAlong.X。
步骤S132：根据沿第一方向的第一线速度VeloAcross.Lane和航向角偏量SensorAngle的余弦值的乘积获得沿第一方向的第一线速度在第二方向的第三速度分量VeloAcross.Y、根据沿目标航向的第二线速度VeloAlong.Lane和航向角偏量SensorAngle的正弦值的乘积获得沿目标航向的第二线速度在第二方向的第四速度分量VeloAlong.Y、根据第三速度分量VeloAcross.Y和第四速度分量VeloAlong.Y的和获得沿第二方向的第四线速度VeloOut.Y。结合图4，进一步地，第三速度分量VeloAcross.Y＝VeloAcross.Lane*cos(SensorAngle)，第四速度分量VeloAlong.Y＝VeloAlong.Lane*sin(SensorAngle)，自动导向车沿第二方向的第四线速度VeloOut.Y＝VeloAcross.Y+VeloAlong.Y。
步骤S140：根据沿第二方向的第四线速度VeloOut.Y、航向角速度比例系数gainW获得自动导向车的纠偏航向角速度VeloOut.YAW。进一步地，步骤S140包括步骤S141：根据沿第二方向的第四线速度VeloOut.Y与航向角速度比例系数gainW的比值获得纠偏航向角速度VeloOut.YAW。具体地，VeloAlong.X＝VeloAlong.Lane*cos(SensorAngle)，VeloAlong.Y＝VeloAlong.Lane*sin(SensorAngle)，联立可以得到VeloAlong.X＝(VeloAlong.Y*sin(SensorAngle))/cos(SensorAngle)＝VeloAlong.Y*tan(SensorAngle)。已知VeloAlong.X＝(Vr+Vl)/2，VeloOut.YAW＝(Vr-Vl)/L，进而可以得到VeloOut.YAW＝((2*VeloAlong.Y*tan(SensorAngle))-(2*Vl))/L。其中，L是左右驱动轮之间的间距，Vr是右驱动轮的电机速度，Vl是左驱动轮的电机速度。进一步地，此公式推算时，VeloAcross.Y和VeloAcross.X为0，进而采用模糊算法，得到纠偏航向角速度VeloOut.YAW≈(2*VeloOut.Y)/L。再简化后VeloOut.YAW≈VeloOut.Y/(L/2)，L/2不再是绝对的二分之一的左右驱动轮之间的间距，而是一个给定的可调的航向角速度比例系数gainW，最后得出公式VeloOut.YAW≈VeloOut.Y/gainW。
步骤S150：基于纠偏航向角速度VeloOut.YAW、沿实际航向的第三线速度VeloOut.X通过差速模型获得左驱动轮电机的纠偏速度以及右驱动轮电机的纠偏速度，以控制自动导向车进行位置纠偏。进一步地，步骤S150包括：
步骤S151：根据纠偏航向角速度VeloOut.YAW与左右驱动轮之间轴距D的二分之一的乘积获得中间值、根据沿实际航向的第三线速度VeloOut.X与中间值的差值获得左驱动轮电机的纠偏速度。左驱动轮电机速度Vl＝VeloOut.X-(VeloOut.YAW*D/2)。
步骤S152：根据纠偏航向角速度VeloOut.YAW与左右驱动轮之间轴距D的二分之一的乘积获得中间值、根据沿实际航向的第三线速度VeloOut.X与中间值的和值获得右驱动轮电机的纠偏速度。右驱动轮电机速度Vr＝VeloOut.X+(VeloOut.YAW*D/2)。进而基于左驱动轮电机的纠偏速度以及右驱动轮电机的纠偏速度，以控制自动导向车进行位置纠偏。
在其他实施例中，例如在步骤S120之前还包括：
步骤S115：判断沿第一方向到目标航向的距离偏量是否小于纠偏阈值，并在距离偏量小于纠偏阈值的情况下将沿第一方向的第一线速度、沿第一方向的第一线速度在实际航向的第一速度分量和在第二方向的第三速度分量设置为0。当距离偏量SensorY<纠偏阈值MinSensorY，将沿第一方向的第一线速度VeloAcross、沿第一方向的第一线速度在实际航向的第一速度分量VeloAcross.X和沿第一方向的第一线速度在第二方向的第三速度分量VeloAcross.Y都赋值为0值，并跳过步骤S120，进入步骤S130。反之，往下执行步骤S120。本实施例仅在沿第一方向到目标航向的距离偏量超过纠偏阈值时，第一方向上的偏差纠偏才会生效。这使得可以有效防止AGV由于频繁的纠偏导致线性运行产生振荡，进而提高了导航纠偏的稳定性。
在其他实施例中，例如还包括步骤S160：通过调整第一方向线速度比例系数和/或航向角速度比例系数调整自动导向车的纠偏幅度。所述第一方向线速度比例系数gainY和所述航向角速度比例系数gainW为上位机中可以调整的设定值。其中，步骤S160可以在步骤S150之后或者步骤S120之前，或者在其他步骤之间。本实施例通过微调第一方向线速度比例系数来改变沿第一方向的第一线速度的大小，以达到调整第一方向的纠偏幅度。进一步通过微调航向角速度比例系数来改变通过沿第一方向的第一线速度计算得到的纠偏航向角速度的大小，进而改变航向角的纠偏幅度，以调整AVG的纠偏效果。
自动导向车的纠偏系统包括相机传感器130、控制器。相机传感器130位于自动导向车的车体中心，用于获取自动导向车的航向角偏量SensorAngle和沿沿第一方向到目标航向的距离偏量SensorY，其中，航向角偏量为目标航向X与实际航向X1之间的夹角，第一方向Y为垂直于目标航向的方向。控制器用于根据沿第一方向到目标航向的距离偏量SensorY、目标航向线速度比例系数veloPercent、第一方向线速度比例系数gainY获得沿第一方向的第一线速度VeloAcross.Lane，根据沿第一方向的第一线速度VeloAcross.Lane、航向角偏量SensorAngle、沿目标航向的第二线速度VeloAlong.Lane获得自动导向车沿实际航向的第三线速度VeloOut.X、以及沿第二方向的第四线速度VeloOut.Y，其中，第二方向Y1为垂直于实际航向X1的方向，根据沿第二方向的第四线速度VeloOut.Y、航向角速度比例系数gainW获得自动导向车100的纠偏航向角速度VeloOut.YAW，以及基于纠偏航向角速度VeloOut.YAW、沿实际航向的第三线速度VeloOut.X通过差速模型获得左驱动轮电机的纠偏速度Vl以及右驱动轮电机的纠偏速度Vr，以控制自动导向车进行位置纠偏，其中，第二方向(Y1)为垂直于实际航向(X1)的方向。
进一步地，控制器还通过调整第一方向线速度比例系数gainY和/或航向角速度比例系数gainW，调整自动导向车的纠偏幅度。第一方向线速度比例系数gainY和航向角速度比例系数gainW为上位机调整的设定值。
进一步地，控制器还基于沿第一方向到目标航向的距离偏量SensorY、目标航向线速度比例系数veloPercent、第一方向线速度比例系数gainY的乘积获得沿第一方向的第一线速度VeloAcross.Lane。其中，目标航向线速度比例系数veloPercent为沿目标航向的第二线速度与目标航向的最大目标线速度的比值的绝对值，沿目标航向的第二线速度为最大目标线速度通过速度规划算法获得。其中，速度规划算法包括S曲线速度规划算法。
进一步地，控制器还根据沿第二方向的第四线速度VeloOut.X和航向角速度比例系数gainW的比值获得自动导向车的纠偏航向角速度VeloOut.YAW。
进一步地，控制器还根据沿第一方向的第一线速度VeloAcross.Lane和航向角偏量SensorAngle的正弦值的乘积获得沿第一方向的第一线速度在实际航向的第一速度分量VeloAcross.X，以及根据沿目标航向的第二线速度VeloAlong.Lane和航向角偏量SensorAngle的余弦值的乘积获得沿目标航向的第二线速度在实际航向的第二速度分量VeloAlong.X，并根据第一速度分量VeloAcross.X和第二速度分量VeloAlong.X的和获得沿实际航向的第三线速度VeloOut.X。
进一步地，控制器还根据沿第一方向的第一线速度VeloAcross.Lane和航向角偏量SensorAngle的余弦值的乘积获得沿第一方向的第一线速度在第二方向的第三速度分量VeloAcross.Y，以及根据沿目标航向的第二线速度VeloAlong.Lane和航向角偏量SensorAngle的正弦值的乘积获得沿目标航向的第二线速度在第二方向的第四速度分量VeloAlong.Y，并根据第三速度分量VeloAcross.Y和第四速度分量VeloAlong.X的和获得沿实际航向的第四线速度VeloOut.Y。
进一步地，控制器还用于判断沿第一方向到目标航向的距离偏量SensorY是否小于纠偏阈值，并在沿第一方向到目标航向的距离偏量SensorY小于纠偏阈值的情况下，将沿第一方向的第一线速度VeloAcross.Lane、沿第一方向的第一线速度在实际航向的第一速度分量VeloAcross.X和在第二方向的第三速度分量VeloAcross.Y设置为0。
进一步地，控制器还根据纠偏航向角速度VeloOut.YAW与左右驱动轮之间轴距的二分之一的乘积获得中间值，以及根据沿实际航向的第三线速度VeloOut.X与中间值的差值获得左驱动轮电机的纠偏速度Vl。
进一步地，控制器还根据沿实际航向的第三线速度VeloOut.X与中间值的和值获得右驱动轮电机的纠偏速度Vr。
本公开提供的纠偏系统无需改变AGV的机械结构，便可使得AGV更加精准地达到目标位置，提高了AGV的整体性能和可靠性。
依照本公开的实施例如上文所述，这些实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该公开仅为所述的具体实施例。显然，根据以上描述，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本公开的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本公开以及在本公开基础上的修改使用。本公开仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
Claims (16)
1.一种自动导向车的纠偏方法，其中，自动导向车包括位于车体中心处的相机传感器、以车体中心为基准的左驱动轮和右驱动轮，纠偏方法包括：
获取自动导向车的航向角偏量和沿第一方向到目标航向的距离偏量，其中，航向角偏量为目标航向与实际航向之间的夹角，第一方向为垂直于目标航向的方向；
根据所述距离偏量、目标航向线速度比例系数、第一方向线速度比例系数的乘积获得沿第一方向的第一线速度；
根据所述沿第一方向的第一线速度、航向角偏量、沿目标航向的第二线速度获得所述自动导向车沿实际航向的第三线速度、以及沿第二方向的第四线速度，其中，第二方向为垂直于实际航向的方向；
根据所述沿第二方向的第四线速度与航向角速度比例系数的比值获得所述自动导向车的纠偏航向角速度；
基于所述纠偏航向角速度、所述沿实际航向的第三线速度通过差速模型获得左驱动轮电机的纠偏速度以及右驱动轮电机的纠偏速度，以控制所述自动导向车进行位置纠偏，
其中，根据所述沿第一方向的第一线速度、航向角偏量、沿目标航向的第二线速度获得所述自动导向车沿实际航向的第三线速度、以及沿第二方向的第四线速度的步骤包括：
根据所述第一线速度和所述航向角偏量的正弦值的乘积获得所述第一线速度在所述实际航向的第一速度分量，根据所述第二线速度和所述航向角偏量的余弦值的乘积获得所述第二线速度在所述实际航向的第二速度分量，根据所述第一速度分量和所述第二速度分量的和获得所述第三线速度；
根据所述第一线速度和所述航向角偏量的余弦值的乘积获得所述第一线速度在所述第二方向的第三速度分量，根据所述第二线速度和所述航向角偏量的正弦值的乘积获得所述第二线速度在所述第二方向的第四速度分量，根据所述第三速度分量和所述第四速度分量的和获得所述第四线速度。
2.根据权利要求1所述的自动导向车的纠偏方法，其中，还包括：
通过调整所述第一方向线速度比例系数和/或所述航向角速度比例系数，调整所述自动导向车的纠偏幅度。
3.根据权利要求2所述的自动导向车的纠偏方法，其中，所述第一方向线速度比例系数和所述航向角速度比例系数为上位机调整的设定值。
4.根据权利要求1所述的自动导向车的纠偏方法，其中，所述目标航向线速度比例系数为所述沿目标航向的第二线速度与目标航向的最大目标线速度的比值的绝对值，所述沿目标航向的第二线速度为所述最大目标线速度通过速度规划算法获得。
5.根据权利要求4所述的自动导向车的纠偏方法，其中，所述速度规划算法包括S曲线速度规划算法。
6.根据权利要求1所述的自动导向车的纠偏方法，其中，还包括：
判断所述沿第一方向到目标航向的距离偏量是否小于纠偏阈值，并在所述沿第一方向到目标航向的距离偏量小于所述纠偏阈值的情况下，将所述沿第一方向的第一线速度、所述沿第一方向的第一线速度在所述实际航向的第一速度分量和在所述第二方向的第三速度分量设置为0。
7.根据权利要求1所述的自动导向车的纠偏方法，其中，基于所述纠偏航向角速度、所述沿实际航向的第三线速度通过差速模型获得左驱动轮电机的纠偏速度包括：
根据所述纠偏航向角速度与左右驱动轮之间轴距的二分之一的乘积获得中间值；
根据所述沿实际航向的第三线速度与所述中间值的差值获得所述左驱动轮电机的纠偏速度。
8.根据权利要求1所述的自动导向车的纠偏方法，其中，基于所述纠偏航向角速度、所述沿实际航向的第三线速度通过差速模型获得右驱动轮电机的纠偏速度包括：
根据所述纠偏航向角速度与左右驱动轮之间轴距的二分之一的乘积获得中间值；
根据所述沿实际航向的第三线速度与所述中间值的和值获得所述右驱动轮电机的纠偏速度。
9.一种自动导向车的纠偏系统，其中，自动导向车包括以车体中心为基准的左驱动轮和右驱动轮，纠偏系统包括：
相机传感器，位于所述自动导向车的车体中心，用于获取自动导向车的航向角偏量和沿第一方向到目标航向的距离偏量，其中，航向角偏量为目标航向与实际航向之间的夹角，第一方向为垂直于目标航向的方向；以及
控制器，用于根据沿第一方向到目标航向的距离偏量、目标航向线速度比例系数、第一方向线速度比例系数的乘积获得沿第一方向的第一线速度，根据所述沿第一方向的第一线速度、航向角偏量、沿目标航向的第二线速度获得所述自动导向车沿实际航向的第三线速度、以及沿第二方向的第四线速度，根据沿第二方向的第四线速度与航向角速度比例系数的比值获得所述自动导向车的纠偏航向角速度，并基于所述纠偏航向角速度、所述沿实际航向的第三线速度通过差速模型获得左驱动轮电机的纠偏速度以及右驱动轮电机的纠偏速度，以控制所述自动导向车进行位置纠偏，其中，第二方向为垂直于实际航向的方向，
所述控制器还根据所述第一线速度和所述航向角偏量的正弦值的乘积获得所述第一线速度在所述实际航向的第一速度分量，根据所述第二线速度和所述航向角偏量的余弦值的乘积获得所述第二线速度在所述实际航向的第二速度分量，根据所述第一速度分量和所述第二速度分量的和获得所述第三线速度；
所述控制器还根据所述第一线速度和所述航向角偏量的余弦值的乘积获得所述第一线速度在所述第二方向的第三速度分量，根据所述第二线速度和所述航向角偏量的正弦值的乘积获得所述第二线速度在所述第二方向的第四速度分量，根据所述第三速度分量和所述第四速度分量的和获得所述第四线速度。
10.根据权利要求9所述的自动导向车的纠偏系统，其中，所述控制器还通过调整所述第一方向线速度比例系数和/或所述航向角速度比例系数，调整所述自动导向车的纠偏幅度。
11.根据权利要求10所述的自动导向车的纠偏系统，其中，所述第一方向线速度比例系数和所述航向角速度比例系数为上位机调整的设定值。
12.根据权利要求11所述的自动导向车的纠偏系统，其中，所述目标航向线速度比例系数为所述沿目标航向的第二线速度与目标航向的最大目标线速度的比值的绝对值，所述沿目标航向的第二线速度为所述最大目标线速度通过速度规划算法获得。
13.根据权利要求12所述的自动导向车的纠偏系统，其中，所述速度规划算法包括S曲线速度规划算法。
14.根据权利要求9所述的自动导向车的纠偏系统，其中，所述控制器还用于判断所述沿第一方向到目标航向的距离偏量是否小于纠偏阈值，并在所述沿第一方向到目标航向的距离偏量小于所述纠偏阈值的情况下，将所述沿第一方向的第一线速度、所述沿第一方向的第一线速度在所述实际航向的第一速度分量和在所述第二方向的第三速度分量设置为0。
15.根据权利要求9所述的自动导向车的纠偏系统，其中，所述控制器还用于根据所述纠偏航向角速度与左右驱动轮之间轴距的二分之一的乘积获得中间值，以及根据所述沿实际航向的第三线速度与所述中间值的差值获得所述左驱动轮电机的纠偏速度。
16.根据权利要求9所述的自动导向车的纠偏系统，其中，所述控制器还用于根据所述纠偏航向角速度与左右驱动轮之间轴距的二分之一的乘积获得中间值，以及根据所述沿实际航向的第三线速度与中间值的和值获得所述右驱动轮电机的纠偏速度。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311082512.2A CN117093001B (zh) | 2023-08-25 | 2023-08-25 | 自动导向车的纠偏方法及系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311082512.2A CN117093001B (zh) | 2023-08-25 | 2023-08-25 | 自动导向车的纠偏方法及系统 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN117093001A CN117093001A (zh) | 2023-11-21 |
| CN117093001B true CN117093001B (zh) | 2024-05-07 |
Family
ID=88782480
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202311082512.2A Active CN117093001B (zh) | 2023-08-25 | 2023-08-25 | 自动导向车的纠偏方法及系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN117093001B (zh) |
Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN2508959Y (zh) * | 2001-07-12 | 2002-09-04 | 汕头市汕樟轻工机械厂 | 一种自动套印凹版印刷机 |
| CN103488174A (zh) * | 2013-09-16 | 2014-01-01 | 北京邮电大学 | 自动导引控制方法、控制装置及系统 |
| CN106123922A (zh) * | 2016-07-25 | 2016-11-16 | 电子科技大学 | 基于比例微分调节的磁导航agv直行路线纠偏方法 |
| CN109531595A (zh) * | 2018-12-28 | 2019-03-29 | 石家庄铁道大学 | 一种基于双磁导航纠偏的全向移动送餐机器人及导航方法 |
| CN110398963A (zh) * | 2019-07-13 | 2019-11-01 | 珠海格力智能装备有限公司 | 无轨导航纠偏控制方法、装置、存储介质及控制器 |
| CN111930126A (zh) * | 2020-08-20 | 2020-11-13 | 北京特种机械研究所 | 一种基于差速轮组agv的导航纠偏方法 |
| CN112925327A (zh) * | 2021-01-29 | 2021-06-08 | 深圳市高步达智能科技有限公司 | 一种二维码惯导导航控制算法 |
| CN114740861A (zh) * | 2022-04-22 | 2022-07-12 | 三一机器人科技有限公司 | Agv零位校正方法、系统及agv小车 |
| CN114991800A (zh) * | 2022-07-07 | 2022-09-02 | 中国铁建重工集团股份有限公司 | 一种掘进机的纠偏控制方法、系统、掘进机及存储介质 |
| CN115407644A (zh) * | 2022-08-30 | 2022-11-29 | 湖北三江航天万峰科技发展有限公司 | 基于pid算法的自动引导车路径自动调整方法 |
-
2023
- 2023-08-25 CN CN202311082512.2A patent/CN117093001B/zh active Active
Patent Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN2508959Y (zh) * | 2001-07-12 | 2002-09-04 | 汕头市汕樟轻工机械厂 | 一种自动套印凹版印刷机 |
| CN103488174A (zh) * | 2013-09-16 | 2014-01-01 | 北京邮电大学 | 自动导引控制方法、控制装置及系统 |
| CN106123922A (zh) * | 2016-07-25 | 2016-11-16 | 电子科技大学 | 基于比例微分调节的磁导航agv直行路线纠偏方法 |
| CN109531595A (zh) * | 2018-12-28 | 2019-03-29 | 石家庄铁道大学 | 一种基于双磁导航纠偏的全向移动送餐机器人及导航方法 |
| CN110398963A (zh) * | 2019-07-13 | 2019-11-01 | 珠海格力智能装备有限公司 | 无轨导航纠偏控制方法、装置、存储介质及控制器 |
| CN111930126A (zh) * | 2020-08-20 | 2020-11-13 | 北京特种机械研究所 | 一种基于差速轮组agv的导航纠偏方法 |
| CN112925327A (zh) * | 2021-01-29 | 2021-06-08 | 深圳市高步达智能科技有限公司 | 一种二维码惯导导航控制算法 |
| CN114740861A (zh) * | 2022-04-22 | 2022-07-12 | 三一机器人科技有限公司 | Agv零位校正方法、系统及agv小车 |
| CN114991800A (zh) * | 2022-07-07 | 2022-09-02 | 中国铁建重工集团股份有限公司 | 一种掘进机的纠偏控制方法、系统、掘进机及存储介质 |
| CN115407644A (zh) * | 2022-08-30 | 2022-11-29 | 湖北三江航天万峰科技发展有限公司 | 基于pid算法的自动引导车路径自动调整方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN117093001A (zh) | 2023-11-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN111610780B (zh) | 一种自动驾驶车路径跟踪控制方法及其装置 | |
| CN109521768B (zh) | 一种基于双pid控制的agv小车的路径纠偏方法 | |
| CN107943020B (zh) | 一种轮胎吊大车自动纠偏方法 | |
| CN109613919B (zh) | 基于切线修正的单舵轮后置驱动移动平台的路径引导方法 | |
| CN109144078B (zh) | 一种基于二维码导航共线双舵轮agv路线纠偏方法及系统 | |
| CN106123922B (zh) | 基于比例微分调节的磁导航agv直行路线纠偏方法 | |
| CN112896147B (zh) | 用于矿用车辆的双向定位泊车控制方法及装置 | |
| CN109683616B (zh) | 一种单舵轮后置驱动移动平台的直线路径引导方法 | |
| CN110763224A (zh) | 一种自动导引运输车导航方法及导航系统 | |
| CN115435816B (zh) | 在线双舵轮agv内外参标定方法、系统、介质及设备 | |
| CN114413791B (zh) | 一种舵轮式叉车舵轮零偏角的检测方法、系统及装置 | |
| CN113885514B (zh) | 基于模糊控制和几何追踪的agv路径跟踪方法及系统 | |
| CN117093001B (zh) | 自动导向车的纠偏方法及系统 | |
| JP2019215773A (ja) | 無人搬送車の走行制御装置及び走行制御方法 | |
| Juntao et al. | Research of AGV positioning based on the two-dimensional Code Recognition Method | |
| JP3034121B2 (ja) | 無人車の制御装置 | |
| CN115639814A (zh) | 一种两轮差速移动机器人的路径跟随方法及系统 | |
| CN115718494A (zh) | 移动机器人的参数校准方法和移动机器人 | |
| CN114115275B (zh) | 一种无人车自主导航纠偏方法 | |
| CN112925327B (zh) | 一种二维码惯导导航控制算法 | |
| CN114216462B (zh) | 一种agv自然导航与末端定位的控制系统及方法 | |
| CN112526998B (zh) | 轨迹纠偏方法及装置、自动驾驶引导车 | |
| CN111942470B (zh) | 一种关于Forklift AGV的提高差速轮转向系统纠偏能力的控制方法 | |
| CN114089730A (zh) | 机器人的运动规划方法和自动引导车 | |
| CN118092208B (zh) | 基于全局视觉伺服的工位内agv智能导航方法及系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |