CN117289706A - 一种自主作业设备的轮组控制方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种自主作业设备的轮组控制方法及装置。本发明实施例提供的自主作业设备的轮组控制方法，包括获取自主作业设备的车身的运动信息和轮组的参数信息；根据所述车身的运动信息和所述轮组的参数信息，计算所述轮组的目标轮速；根据所述目标轮速，计算所述轮组的目标转速；根据所述轮组的目标转速，控制所述轮组以所述目标转速运行。本发明的技术方案通过自主作业设备的车身的运动信息和轮组的参数信息，确定轮组的目标转速进而控制轮组的运行，实现了提高对自主作业设备的驱动效果。

Description

一种自主作业设备的轮组控制方法及装置

技术领域

本发明涉及舵轮传动技术领域，尤其涉及一种自主作业设备的轮组控制方法及装置。

背景技术

近年来，自主移动机器人（Autonomous Mobile Robot，AMR）作为自动化生产物流新兴的运输工具，应用得到快速的发展。搬运型AMR的底盘轮组大多基于舵轮结构，包括地牛叉车、高位叉车、三轮车式等。传统舵轮的安装体积较大，且采用单电机进行驱动，导致驱动力不足。因此，如何提高对自主作业设备的驱动效果成为亟需解决的问题。

发明内容

本发明提供了一种一种自主作业设备的轮组控制方法及装置，以解决现有的舵轮结构对自主作业设备驱动效果较差的问题。

根据本发明的一方面，提供了一种自主作业设备的轮组控制方法，包括：

获取自主作业设备的车身的运动信息和轮组的参数信息；

根据所述车身的运动信息和所述轮组的参数信息，计算所述轮组的目标轮速；

根据所述目标轮速，计算所述轮组的目标转速；

根据所述轮组的目标转速，控制所述轮组以所述目标转速运行。

可选的，获取自主作业设备的车身的运动信息和轮组的参数信息，包括：

获取所述车身的当前速度和目标速度；

获取所述轮组的转向架的中心位置到所述车身的中心位置的第一距离和第一角度。

可选的，根据所述车身的运动信息和所述轮组的参数信息，计算所述轮组的目标轮速，包括：

根据所述车身的目标速度和所述第一距离，计算所述轮组的转向架目标速度和所述轮组的转向架目标角度；

根据所述车身的目标速度、所述轮组的转向架目标速度和所述轮组的转向架目标角度，计算所述轮组的目标轮速。

可选的，根据所述车身的目标速度和所述第一距离，计算所述轮组的转向架目标速度，包括：

根据所述车身的目标速度与所述第一距离的乘积，计算所述轮组的转向架在第一方向的目标速度和所述轮组的转向架在第二方向的目标速度；

根据所述轮组的转向架在第一方向的目标速度和所述轮组的转向架在第二方向的目标速度的平方根，计算所述轮组的转向架目标速度；

根据所述轮组的转向架在第一方向的目标速度和所述轮组的转向架在第二方向的目标速度的反正切函数，计算轮组的转向架目标角度。

可选的，根据所述车身的目标速度、所述轮组的转向架目标速度和所述轮组的转向架目标角度，计算所述轮组的目标轮速，包括：

根据所述车身的目标速度与所述轮组的转向架目标速度的差，计算所述轮组左轮的稳态轮速；

根据所述车身的目标速度与所述轮组的转向架目标速度的和，计算所述轮组右轮的稳态轮速；

根据所述轮组左轮的稳态轮速，和所述轮组到所述车身的第一角度与所述轮组的转向架目标角度的角度差，计算所述轮组左轮的目标轮速；

根据所述轮组右轮的稳态轮速，和所述轮组到所述车身的第一角度与所述轮组的转向架目标角度的角度差，计算所述轮组右轮的目标轮速。

可选的，根据所述目标轮速，计算所述轮组的目标转速，包括：

根据所述轮组的转向轮直径与所述轮组左轮的目标轮速的比值，计算所述轮组左轮的目标转速；

根据所述轮组的转向轮直径与所述轮组右轮的目标轮速的比值，计算所述轮组右轮的目标转速。

可选的，在所述控制所述轮组根据所述目标转速运行之前，还包括：

对所述轮组的转向架目标角度和所述第一角度进行差值计算，得到第一计算结果；

根据所述第一计算结果和第一阈值的比较结果，调节所述轮组的转向架目标速度。

可选的，根据所述第一计算结果和第一阈值的比较结果，调节所述轮组的转向架目标速度，包括：

当所述第一计算结果大于或等于所述第一阈值时，将所述轮组的转向架目标速度设置为0；

当所述第一计算结果小于所述第一阈值时，不对所述轮组的转向架目标速度进行调节。

可选的，在所述控制所述轮组根据所述目标转速运行之后，还包括：

获取所述轮组左轮的当前转速和所述轮组右轮的当前转速；

根据所述轮组左轮的当前转速和所述轮组右轮的当前转速，计算所述转向架的当前速度；

根据所述转向架的当前速度，更新所述车身的当前速度。

第二方面，本发明实施例提供一种自主作业设备的轮组控制装置，包括：

获取模块，用于获取自主作业设备的车身的运动信息和轮组的参数信息；

计算模块，用于根据所述车身的运动信息和所述轮组的参数信息，计算所述轮组的目标轮速；

所述计算模块还用于根据所述目标轮速，计算所述轮组的目标转速；

控制模块，用于根据所述轮组的目标转速，控制所述轮组以所述目标转速运行。

本发明实施例的自主作业设备的轮组控制方法，获取自主作业设备的车身的运动信息和轮组的参数信息，并根据车身的运动信息和轮组的参数信息计算轮组的目标轮速。根据目标轮速，计算轮组的目标转速。根据轮组的目标转速，控制轮组以目标转速运行。本发明实施例的技术方案通过获取自主作业设备的车身的运动信息和轮组的参数信息，确定轮组的目标转速进而控制轮组的运行，实现了提高对自主作业设备的驱动效果。

应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种自主作业设备的轮组控制方法流程图；

图2是本发明实施例提供的另一种自主作业设备的轮组控制方法流程图；

图3是本发明实施例提供的又一种自主作业设备的轮组控制方法流程图；

图4是本发明实施例提供的又一种自主作业设备的轮组控制方法流程图；

图5是本发明实施例提供的又一种自主作业设备的轮组控制方法流程图；

图6是本发明实施例提供的又一种自主作业设备的轮组控制方法流程图；

图7是本发明实施例提供的又一种自主作业设备的轮组控制方法流程图；

图8是本发明实施例提供的又一种自主作业设备的轮组控制方法流程图；

图9是本发明实施例提供的又一种自主作业设备的轮组控制方法流程图；

图10是本发明实施例提供的一种舵轮轮组的结构示意图；

图11是本发明实施例提供的一种舵轮底盘的结构示意图；

图12是本发明实施例提供的一种自主作业设备的轮组控制装置的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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的实施例，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，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

图1是本发明实施例提供的一种自主作业设备的轮组控制方法流程图。参见图1，本发明实施例提供的自主作业设备的轮组控制方法，包括：

S101、获取自主作业设备的车身的运动信息和轮组的参数信息。

具体的，自主作业设备包括自主移动机器人，如地牛叉车、高位叉车、三轮车式循迹导引车、双舵轮转运车、四舵轮转运车等，其运动过程通常为由舵轮轮组驱动自主作业设备运行。因此驱动自主作业设备可以通过编码器获取自主作业设备的车身的运动信息和预设的舵轮轮组的参数信息，进而对自主作业设备的运行状态进行调节。

S102、根据所述车身的运动信息和所述轮组的参数信息，计算所述轮组的目标轮速。

具体的，车身的运动信息可以用于确定自主作业设备的运动状态，再根据轮组的静态参数信息，舵轮轮组可以通过控制模块对舵轮轮组驱动自主作业设备运行时的目标轮速进行计算，目标轮速可以用于确定轮组的目标转速。

S103、根据所述目标轮速，计算所述轮组的目标转速。

具体的，驱动舵轮轮组运行时，需要确定轮组的各转向轮的目标转速，控制模块根据轮组的目标轮速、转向轮距和转向轮直径等参数，可以计算轮组的各转向轮的目标转速。

S104、根据所述轮组的目标转速，控制所述轮组以所述目标转速运行。

具体的，舵轮轮组的驱动电机根据轮组的目标转速驱动舵轮轮组的各转向轮旋转，使舵轮轮组按照目标轮速运行，进而驱动自主作业设备达到目标运动状态。自主作业设备可以设置多个舵轮轮组，并分别对每个舵轮轮组进行控制，进一步提高对自主作业设备的驱动效果。

示例性的，自主作业设备进行动作时，编码器获取自主作业设备的车身的运动信息和预设的舵轮轮组的参数信息，控制模块根据自主作业设备的车身的运动信息和预设的舵轮轮组的参数信息，计算舵轮轮组驱动自主作业设备运行时的目标轮速，进而根据轮组的目标轮速、转向轮距和转向轮直径等参数计算轮组的各转向轮的目标转速。驱动电机根据控制模块的控制信号，驱动舵轮轮组的各转向轮旋转，使舵轮轮组按照目标轮速运行，进而驱动自主作业设备达到目标运动状态。

本实施例提供的自主作业设备的轮组控制方法，通过获取自主作业设备的车身的运动信息和轮组的参数信息，确定轮组的目标轮速，进而确定轮组的各转向轮的目标转速，以控制轮组的运行。且多个舵轮轮组可以分别进行控制，实现了提高对自主作业设备的驱动效果。

可选的，图2是本发明实施例提供的另一种自主作业设备的轮组控制方法流程图。在上述实施例的基础上，参见图2，本发明实施例提供的自主作业设备的轮组控制方法，包括：

S201、获取所述车身的当前速度和目标速度。

具体的，获取自主作业设备的车身的当前速度和目标速度，可以用于确定自主作业设备是否达到目标运动状态。当车身的当前速度与目标速度不匹配时，自主作业设备可以根据车身的目标速度，通过控制模块驱动舵轮轮组，对车身的当前速度进行调节，使自主作业设备达到目标速度所对应的运动状态。

S202、获取所述轮组的转向架的中心位置到所述车身的中心位置的第一距离和第一角度。

具体的，各舵轮轮组的转向架的中心位置到车身的中心位置的距离在坐标轴上可以表示为（sx，sy），其合成的第一距离可以表示为sd=(sx^2 +sy^2)，其合成的第一角度可以通过编码器读取，可以表示为sa=atan2(sy,sx)。第一距离和第一角度可以用于调节各舵轮轮组的运行状态，从而调节自主作业设备的运动状态。

S203、根据所述车身的运动信息和所述轮组的参数信息，计算所述轮组的目标轮速。

S204、根据所述目标轮速，计算所述轮组的目标转速。

S205、根据所述轮组的目标转速，控制所述轮组以所述目标转速运行。

可选的，图3是本发明实施例提供的又一种自主作业设备的轮组控制方法流程图。在上述实施例的基础上，参见图3，本发明实施例提供的自主作业设备的轮组控制方法，包括：

S301、获取所述车身的当前速度和目标速度。

S302、获取所述轮组的转向架的中心位置到所述车身的中心位置的第一距离和第一角度。

S303、根据所述车身的目标速度和所述第一距离，计算所述轮组的转向架目标速度和所述轮组的转向架目标角度。

具体的，根据车身的目标速度在X轴Y轴和旋转R轴方向上的分量（vxt，vyt，vrt），以及各舵轮轮组的转向架的中心位置到车身的中心位置的第一距离sd，可以计算各轮组的转向架目标速度和各轮组的转向架目标角度，进而可以确定各轮组的目标轮速及目标转速，从而对各轮组进行控制。

S304、根据所述车身的目标速度、所述轮组的转向架目标速度和所述轮组的转向架目标角度，计算所述轮组的目标轮速。

具体的，根据车身的目标速度、轮组的转向架目标速度和轮组的转向轮距，可以对轮组的稳态轮速进行计算，进而可以根据稳态轮速和轮组的转向架目标角度，计算轮组的目标轮速。各轮组的目标轮速可以用于确定各舵轮轮组所需的目标速度，这样设置可以提高驱动电机对各舵轮轮组的驱动效果。

S305、根据所述目标轮速，计算所述轮组的目标转速。

S306、根据所述轮组的目标转速，控制所述轮组以所述目标转速运行。

可选的，图4是本发明实施例提供的又一种自主作业设备的轮组控制方法流程图。在上述实施例的基础上，参见图4，本发明实施例提供的自主作业设备的轮组控制方法，包括：

S401、获取所述车身的当前速度和目标速度。

S402、获取所述轮组的转向架的中心位置到所述车身的中心位置的第一距离和第一角度。

S403、根据所述车身的目标速度与所述第一距离的乘积，计算所述轮组的转向架在第一方向的目标速度和所述轮组的转向架在第二方向的目标速度。

具体的，轮组的转向架的第一方向可以是X轴正方向，轮组的转向架的第二方向可以是Y轴正方向，轮组的转向架在第一方向的目标速度可以通过如下公式计算：

（1）

轮组的转向架在第二方向的目标速度可以通过如下公式计算：

（2）

其中，svxt为轮组的转向架在第一方向的目标速度，svyt为轮组的转向架在第二方向的目标速度，vxt为车身的目标速度在X轴方向上的分量，vyt为车身的目标速度在Y轴方向上的分量，vrt为车身的目标速度在R轴方向上的分量，sx为舵轮轮组的转向架的中心位置到车身的中心位置的距离在X轴方向上的分量，sy为舵轮轮组的转向架的中心位置到车身的中心位置的距离在Y轴方向上的分量。根据式（1）和式（2）可知，车身的目标速度和各舵轮轮组的转向架的中心位置到车身的中心位置的第一距离可以用于调节轮组的转向架的目标速度。

S404、根据所述轮组的转向架在第一方向的目标速度和所述轮组的转向架在第二方向的目标速度的平方根，计算所述轮组的转向架目标速度。

具体的，轮组的转向架目标速度可以通过如下公式计算：

（3）

其中，S为轮组的转向架目标速度，根据式（3）可知，轮组的转向架在第一方向的目标速度和所述轮组的转向架在第二方向的目标速度经过平方根计算后可以得到轮组的转向架目标速度。

S405、根据所述轮组的转向架在第一方向的目标速度和所述轮组的转向架在第二方向的目标速度的反正切函数，计算轮组的转向架目标角度。

具体的，轮组的转向架目标角度可以通过如下公式计算：

（4）

其中，sat为轮组的转向架目标角度，根据式（4）可知，轮组的转向架在第一方向的目标速度和所述轮组的转向架在第二方向的目标速度经过反正切函数计算后可以得到轮组的转向架目标角度。

S406、根据所述车身的目标速度、所述轮组的转向架目标速度和所述轮组的转向架目标角度，计算所述轮组的目标轮速。

S407、根据所述目标轮速，计算所述轮组的目标转速。

S408、根据所述轮组的目标转速，控制所述轮组以所述目标转速运行。

可选的，图5是本发明实施例提供的又一种自主作业设备的轮组控制方法流程图。在上述实施例的基础上，参见图5，本发明实施例提供的自主作业设备的轮组控制方法，包括：

S501、获取所述车身的当前速度和目标速度。

S502、获取所述轮组的转向架的中心位置到所述车身的中心位置的第一距离和第一角度。

S503、根据所述车身的目标速度和所述第一距离，计算所述轮组的转向架目标速度和所述轮组的转向架目标角度。

S504、根据所述车身的目标速度与所述轮组的转向架目标速度的差，计算所述轮组左轮的稳态轮速。

具体的，舵轮轮组的转向轮包括左轮和右轮，轮组左轮的稳态轮速可以通过如下公式计算：

（5）

其中，vl1为轮组左轮的稳态轮速，l为转向轮距的一半，根据式（5）可知，轮组的转向架目标速度和车身的目标速度可以用于调节轮组左轮的稳态轮速。

S505、根据所述车身的目标速度与所述轮组的转向架目标速度的和，计算所述轮组右轮的稳态轮速。

具体的，轮组右轮的稳态轮速可以通过如下公式计算：

（6）

其中，vr1为轮组右轮的稳态轮速，根据式（6）可知，轮组的转向架目标速度和车身的目标速度可以用于调节轮组右轮的稳态轮速。

S505、根据所述轮组左轮的稳态轮速，和所述轮组到所述车身的第一角度与所述轮组的转向架目标角度的角度差，计算所述轮组左轮的目标轮速。

具体的，控制模块控制舵轮轮组的转向轮的方式可以是PID控制，轮组左轮的目标轮速可以通过如下公式计算：

（7）

其中，vl2为轮组左轮的目标轮速，PID为控制模块控制舵轮轮组的转向轮的控制算法，根据式（7）可知，根据轮组到车身的第一角度与轮组的转向架目标角度的角度差，可以确定轮组左轮的目标轮速。

S506、根据所述轮组右轮的稳态轮速，和所述轮组到所述车身的第一角度与所述轮组的转向架目标角度的角度差，计算所述轮组右轮的目标轮速。

具体的，轮组右轮的目标轮速可以通过如下公式计算：

（8）

其中，vr2为轮组右轮的目标轮速，PID为控制模块控制舵轮轮组的转向轮的控制算法，根据式（8）可知，根据轮组到车身的第一角度与轮组的转向架目标角度的角度差，可以确定轮组右轮的目标轮速。

需要说明的是，控制模块控制轮组左轮的控制算法和控制轮组右轮的控制算法可以相同也可以不同，在此不做限定。

S507、根据所述目标轮速，计算所述轮组的目标转速。

S508、根据所述轮组的目标转速，控制所述轮组以所述目标转速运行。

可选的，图6是本发明实施例提供的又一种自主作业设备的轮组控制方法流程图。在上述实施例的基础上，参见图6，本发明实施例提供的自主作业设备的轮组控制方法，包括：

S601、获取所述车身的当前速度和目标速度。

S602、获取所述轮组的转向架的中心位置到所述车身的中心位置的第一距离和第一角度。

S603、根据所述车身的目标速度和所述第一距离，计算所述轮组的转向架目标速度和所述轮组的转向架目标角度。

S604、根据所述车身的目标速度与所述轮组的转向架目标速度的差，计算所述轮组左轮的稳态轮速；

S605、根据所述车身的目标速度与所述轮组的转向架目标速度的和，计算所述轮组右轮的稳态轮速；

S606、根据所述轮组左轮的稳态轮速，和所述轮组到所述车身的第一角度与所述轮组的转向架目标角度的角度差，计算所述轮组左轮的目标轮速；

S607、根据所述轮组右轮的稳态轮速，和所述轮组到所述车身的第一角度与所述轮组的转向架目标角度的角度差，计算所述轮组右轮的目标轮速。

S608、根据所述轮组的转向轮直径与所述轮组左轮的目标轮速的比值，计算所述轮组左轮的目标转速。

具体的，轮组左轮的目标转速可以通过如下公式计算：

（9）

其中，wl为轮组左轮的目标转速，d为转向轮直径，根据式（9）可知，通过调节轮组左轮的目标轮速，可以对轮组左轮的目标转速进行调节。驱动电机可以根据轮组左轮的目标转速驱动舵轮轮组的左轮转动，以驱动自主作业设备的运动。

S609、根据所述轮组的转向轮直径与所述轮组右轮的目标轮速的比值，计算所述轮组右轮的目标转速。

具体的，轮组右轮的目标转速可以通过如下公式计算：

（10）

其中，wl为轮组右轮的目标转速，d为转向轮直径，根据式（10）可知，通过调节轮组右轮的目标轮速，可以对轮组右轮的目标转速进行调节。驱动电机可以根据轮组右轮的目标转速驱动舵轮轮组的右轮转动，以驱动自主作业设备的运动。

S610、根据所述轮组的目标转速，控制所述轮组以所述目标转速运行。

可选的，图7是本发明实施例提供的又一种自主作业设备的轮组控制方法流程图。在上述实施例的基础上，参见图7，本发明实施例提供的自主作业设备的轮组控制方法，包括：

S701、获取所述车身的当前速度和目标速度。

S702、获取所述轮组的转向架的中心位置到所述车身的中心位置的第一距离和第一角度。

S703、根据所述车身的目标速度和所述第一距离，计算所述轮组的转向架目标速度和所述轮组的转向架目标角度。

S704、根据所述车身的目标速度、所述轮组的转向架目标速度和所述轮组的转向架目标角度，计算所述轮组的目标轮速。

S705、根据所述目标轮速，计算所述轮组的目标转速。

S706、对所述轮组的转向架目标角度和所述第一角度进行差值计算，得到第一计算结果。

具体的，轮组的转向架目标角度是控制模块计算得到的轮组的转向架所需达到的角度，第一角度是轮组的转向架的中心位置到车身的中心位置的当前角度，根据第一计算结果，可以确定目标角度与第一角度的角度差，即转向架需要旋转的角度。

S707、根据所述第一计算结果和第一阈值的比较结果，调节所述轮组的转向架目标速度。

具体的，第一阈值为轮组的转向架可调节的最大角度差，根据第一计算结果和第一阈值的比较结果，可以确定轮组的转向架是否能保持控制模块所调节的运动状态，进而确定是否需要对转向架目标速度进行调节以保持自主作业设备的运动状态的稳定。

S708、根据所述轮组的目标转速，控制所述轮组以所述目标转速运行。

可选的，图8是本发明实施例提供的又一种自主作业设备的轮组控制方法流程图。在上述实施例的基础上，参见图8，本发明实施例提供的自主作业设备的轮组控制方法，包括：

S801、获取所述车身的当前速度和目标速度。

S802、获取所述轮组的转向架的中心位置到所述车身的中心位置的第一距离和第一角度。

S803、根据所述车身的目标速度和所述第一距离，计算所述轮组的转向架目标速度和所述轮组的转向架目标角度。

S804、根据所述车身的目标速度、所述轮组的转向架目标速度和所述轮组的转向架目标角度，计算所述轮组的目标轮速。

S805、根据所述目标轮速，计算所述轮组的目标转速。

S806、对所述轮组的转向架目标角度和所述轮组到所述车身的中心位置的第一角度进行差值计算，得到第一计算结果；

S807、当所述第一计算结果大于或等于所述第一阈值时，将所述轮组的转向架目标速度设置为0。

具体的，当第一计算结果大于或等于第一阈值时，当前角度差超过轮组的转向架可调节的最大角度差，即各舵轮轮组继续运动会导致运动轨迹偏离目标轨迹。此时可以将轮组的转向架目标速度设置为0，各舵轮轮组将角度差调节至低于第一阈值后再调节轮组的转向架目标速度。这样设置可以提高自主作业设备运动的稳定性。

S808、当所述第一计算结果小于所述第一阈值时，不对所述轮组的转向架目标速度进行调节。

具体的，当第一计算结果小于第一阈值时，当前角度差小于轮组的转向架可调节的最大角度差，此时运动状态稳定，无需对轮组的转向架目标速度进行调节。

S809、根据所述轮组的目标转速，控制所述轮组以所述目标转速运行。

可选的，图9是本发明实施例提供的又一种自主作业设备的轮组控制方法流程图。在上述实施例的基础上，参见图9，本发明实施例提供的自主作业设备的轮组控制方法，包括：

S901、获取所述车身的当前速度和目标速度。

S902、获取所述轮组的转向架的中心位置到所述车身的中心位置的第一距离和第一角度。

S903、根据所述车身的目标速度和所述第一距离，计算所述轮组的转向架目标速度和所述轮组的转向架目标角度。

S904、根据所述车身的目标速度、所述轮组的转向架目标速度和所述轮组的转向架目标角度，计算所述轮组的目标轮速。

S905、根据所述目标轮速，计算所述轮组的目标转速。

S906、根据所述轮组的目标转速，控制所述轮组以所述目标转速运行。

S907、获取所述轮组左轮的当前转速和所述轮组右轮的当前转速。

具体的，随着驱动电机驱动自主作业设备的运动，根据自主作业设备所处的环境，各舵轮轮组的转向轮的运动状态可能发生变化。此时可以通过编码器获取轮组左轮的当前转速和轮组右轮的当前转速，进而对驱动自主作业设备的运动状态进行调节。

S908、根据所述轮组左轮的当前转速和所述轮组右轮的当前转速，计算所述转向架的当前速度。

具体的，具体的，转向架的当前速度可以通过如下公式计算：

（11）

（12）

（13）

其中，vl3为轮组左轮的当前轮速，wl2为轮组左轮的当前转速，vr3为轮组右轮的当前轮速，wr2为轮组右轮的当前转速，sv为转向架的当前速度。根据式（11）、式（12）和式（13）可知，根据轮组左轮的当前转速和轮组右轮的当前转速，可以反算轮组左轮的当前轮速和轮组右轮的当前轮速，进而计算各舵轮轮组的转向架的当前速度。

S909、根据所述转向架的当前速度，更新所述车身的当前速度。

具体的，根据转向架的当前速度和编码器读取的第一角度，可以将各舵轮轮组的转向架的当前速度分解为在X轴Y轴和旋转R轴方向上的分量，进而计算车身的当前速度，通过如下公式计算：

（14）

（15）

（16）

（17）

（18）

（19）

其中，svx为转向架的当前速度在X轴方向上的分量，svy为转向架的当前速度在Y轴方向上的分量，sr为转向架的当前速度在R轴方向上的分量，vxr为车身的当前速度在X轴方向上的分量，xyr为车身的当前速度在Y轴方向上的分量，vrr为车身的当前速度在R轴方向上的分量，n为舵轮轮组的个数。

根据式（14）-（19）可知，根据舵轮轮组的转向架的当前速度在X轴Y轴和旋转R轴方向上的分量，可以分别对车身的当前速度在X轴Y轴和旋转R轴方向上的分量进行计算，且车身的当前速度还取决于自主作业设备所装配的舵轮轮组的数量，为各舵轮轮组的计算结果的平均值。根据反算得到的车身的当前速度，可以与车身的目标速度进行比较，根据比较结果对自主作业设备进行进一步的调节。这样设置可以进一步提高舵轮轮组对自主作业设备的驱动效果。

一种可选的实施方式，图10是本发明实施例提供的一种舵轮轮组的结构示意图。图11是本发明实施例提供的一种舵轮底盘的结构示意图。在上述实施例的基础上，参见图10和图11，舵轮轮组100包括编码器110、驱动电机120、转向轮130和其他配件组成。舵轮轮组100设置于舵轮底盘200，用于驱动自主作业设备的运行，根据设计情况，舵轮底盘200可以设置多个舵轮轮组100，如一个、两个或四个等。

示例性的，自主作业设备进行动作时，编码器获取自主作业设备的车身的当前速度和目标速度，并获取各舵轮轮组的转向架的中心位置到车身的中心位置的第一距离和第一角度。控制模块根据车身的目标速度和第一距离，计算轮组的转向架目标速度和轮组的转向架目标角度。根据车身的目标速度、轮组的转向架目标速度和轮组的转向架目标角度，计算轮组左轮和轮组右轮的目标轮速，进而计算轮组左轮和轮组右轮的目标转速。驱动电机根据控制模块的控制信号，驱动各舵轮轮组的轮组左轮和轮组右轮旋转，使舵轮轮组按照目标轮速运行，进而驱动自主作业设备达到目标运动状态。

控制模块还可以对所述轮组的转向架目标角度和所述第一角度进行差值计算，得到第一计算结果。当第一计算结果大于或等于第一阈值时，将轮组的转向架目标速度设置为0以调节当前角度差，当第一计算结果小于第一阈值时，不对轮组的转向架目标速度进行调节。

随着驱动电机驱动自主作业设备的运动，根据自主作业设备所处的环境，各舵轮轮组的转向轮的运动状态可能发生变化。此时控制模块可以通过编码器获取轮组左轮的当前转速和轮组右轮的当前转速，并计算转向架的当前速度。根据转向架的当前速度，计算车身的当前速度。根据车身的当前速度，可以与车身的目标速度进行比较，根据比较结果对自主作业设备进行进一步的调节，进一步提高舵轮轮组对自主作业设备的驱动效果。

可选的，图12是本发明实施例提供的一种自主作业设备的轮组控制装置的结构示意图。在上述实施例的基础上，参见图12，本发明实施例提供的自主作业设备的轮组控制装置10，包括：

获取模块11，用于获取自主作业设备的车身的运动信息和轮组的参数信息；

计算模块12，用于根据车身的运动信息和轮组的参数信息，计算轮组的目标轮速；

计算模块12还用于根据目标轮速，计算轮组的目标转速；

控制模块13，用于根据轮组的目标转速，控制轮组以目标转速运行。

本发明实施例提供的自主作业设备的轮组控制装置，获取自主作业设备的车身的运动信息和轮组的参数信息，并根据车身的运动信息和轮组的参数信息计算轮组的目标轮速。根据目标轮速，计算轮组的目标转速。根据轮组的目标转速，控制轮组以目标转速运行。本发明实施例的技术方案通过获取自主作业设备的车身的运动信息和轮组的参数信息，确定轮组的目标转速进而控制轮组的运行，实现了提高对自主作业设备的驱动效果。

应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本发明中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本发明的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。

上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。

Claims (10)

1.一种自主作业设备的轮组控制方法，其特征在于，包括：

获取自主作业设备的车身的运动信息和轮组的参数信息；

根据所述车身的运动信息和所述轮组的参数信息，计算所述轮组的目标轮速；

根据所述目标轮速，计算所述轮组的目标转速；

根据所述轮组的目标转速，控制所述轮组以所述目标转速运行。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取自主作业设备的车身的运动信息和轮组的参数信息，包括：

获取所述车身的当前速度和目标速度；

获取所述轮组的转向架的中心位置到所述车身的中心位置的第一距离和第一角度。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述车身的运动信息和所述轮组的参数信息，计算所述轮组的目标轮速，包括：

根据所述车身的目标速度和所述第一距离，计算所述轮组的转向架目标速度和所述轮组的转向架目标角度；

根据所述车身的目标速度、所述轮组的转向架目标速度和所述轮组的转向架目标角度，计算所述轮组的目标轮速。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述车身的目标速度和所述第一距离，计算所述轮组的转向架目标速度，包括：

根据所述车身的目标速度与所述第一距离的乘积，计算所述轮组的转向架在第一方向的目标速度和所述轮组的转向架在第二方向的目标速度；

根据所述轮组的转向架在第一方向的目标速度和所述轮组的转向架在第二方向的目标速度的平方根，计算所述轮组的转向架目标速度；

根据所述轮组的转向架在第一方向的目标速度和所述轮组的转向架在第二方向的目标速度的反正切函数，计算轮组的转向架目标角度。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述车身的目标速度、所述轮组的转向架目标速度和所述轮组的转向架目标角度，计算所述轮组的目标轮速，包括：

根据所述车身的目标速度与所述轮组的转向架目标速度的差，计算所述轮组左轮的稳态轮速；

根据所述车身的目标速度与所述轮组的转向架目标速度的和，计算所述轮组右轮的稳态轮速；

根据所述轮组左轮的稳态轮速，和所述轮组到所述车身的第一角度与所述轮组的转向架目标角度的角度差，计算所述轮组左轮的目标轮速；

根据所述轮组右轮的稳态轮速，和所述轮组到所述车身的第一角度与所述轮组的转向架目标角度的角度差，计算所述轮组右轮的目标轮速。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据所述目标轮速，计算所述轮组的目标转速，包括：

根据所述轮组的转向轮直径与所述轮组左轮的目标轮速的比值，计算所述轮组左轮的目标转速；

根据所述轮组的转向轮直径与所述轮组右轮的目标轮速的比值，计算所述轮组右轮的目标转速。

7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述根据所述轮组的目标转速，控制所述轮组以所述目标转速运行之前，还包括：

对所述轮组的转向架目标角度和所述第一角度进行差值计算，得到第一计算结果；

根据所述第一计算结果和第一阈值的比较结果，调节所述轮组的转向架目标速度。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一计算结果和第一阈值的比较结果，调节所述轮组的转向架目标速度，包括：

当所述第一计算结果大于或等于所述第一阈值时，将所述轮组的转向架目标速度设置为0；

当所述第一计算结果小于所述第一阈值时，不对所述轮组的转向架目标速度进行调节。

9.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述根据所述轮组的目标转速，控制所述轮组以所述目标转速运行之后，还包括：

获取所述轮组左轮的当前转速和所述轮组右轮的当前转速；

根据所述轮组左轮的当前转速和所述轮组右轮的当前转速，计算所述转向架的当前速度；

根据所述转向架的当前速度，更新所述车身的当前速度。

10.一种自主作业设备的轮组控制装置，其特征在于，包括：

获取模块，用于获取自主作业设备的车身的运动信息和轮组的参数信息；

计算模块，用于根据所述车身的运动信息和所述轮组的参数信息，计算所述轮组的目标轮速；

所述计算模块还用于根据所述目标轮速，计算所述轮组的目标转速；

控制模块，用于根据所述轮组的目标转速，控制所述轮组以所述目标转速运行。