CN117631672A - 一种多差速轮组agv行驶控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种多差速轮组AGV行驶控制方法，包括以下步骤：S1、采集AGV当前的坐标信息和航向夹角信息；S2、根据当前航向夹角的大小选择相应的调整模式调节AGV的行驶方向；S3、计算AGV当前的坐标与目标坐标的差值，如果差值大于阈值则进行位置校准。本发明有益效果：通过先采集AGV当前的坐标信息和航向夹角信息，并通过不同航向夹角、AGV当前的坐标与目标坐标的差值采用不同的调整模式，提高了多差速轮组AGV的自主定位精度差，提高了控制效率。
Description
技术领域
本发明属于AGV行驶控制领域，尤其是涉及一种多差速轮组AGV行驶控制方法。
背景技术
随着航空航天事业的发展，重载多差速轮系AGV的需求越来越多，特别是在重载转运、对接场景下实现精准的定位，快速准确的而实现精定位对于提高差速轮系重载机器人的自主性和灵活性有着特别重要的意义。
当前的多差速轮组AGV行驶控制当需要精准停车时需要需要人工引航，人工引航存在以下问题，停车位置控制精度差，控制效率低下的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种多差速轮组AGV行驶控制方法，以期解决上述部分技术问题中的至少之一。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
本发明第一方面提供了一种多差速轮组AGV行驶控制方法，包括以下步骤：
S1、采集AGV当前的坐标信息和航向夹角信息；
S2、根据当前航向夹角的大小选择相应的调整模式调节AGV的行驶方向；
S3、计算AGV当前的坐标与目标坐标的差值，如果差值大于阈值则进行位置校准。
进一步的，所述S1中，AGV上设有读码器，行驶路面上等间距的设有多个二维码，AGV通过周期性的扫面地面二维码获取AGV当前的全局位姿信息，所述全局位姿信息包括坐标信息和航向夹角信息；
所述AGV通过周期性的扫面地面二维码获取AGV当前的全局位姿信息的周期为20毫秒至40毫秒。
进一步的，所述步骤S2包括以下步骤：
S21、如果航向夹角≥第一角度阈值，则AGV采用对角轮系调整策略调节AGV的差速轮组至目标方向，进入S24；
S22、如果第二角度阈值＜航向夹角＜第一角度阈值，则采用对角轮系调整策略调节AGV的差速轮组至目标方向后进入S25；
S23、航向夹角≤第二角度阈值，则进入S3；
S24、差速轮组伺服驱动器切换为立即速度模式，根据航向夹角计算每个差速轮的转速和时间，下发每个差速轮的转速和时间到每个差速轮组中两个差速轮。
S25、差速轮组伺服驱动器切换为位置模式，根据航向夹角计算每个差速轮的目标位置，将目标位置和设定速度下发到每个差速轮组中两个差速轮。
进一步的，所述S3包括以下步骤：
S31、采集AGV当前的横向坐标误差；
如果AGV当前的横向坐标误差大于第一误差阈值，则采用对角轮系调整策略调节AGV的行驶方向至目标方向后进入S32；
如果AGV当前的横向坐标误差小于或等于第一误差阈值，则进入S34；
S32、差速轮组伺服驱动器切换为位置模式，根据横向坐标误差计算每差速轮的目标位置，进一步将目标位置下发到每个差速轮组中两个差速轮；
S33、根据S32中得到的目标位置和设定速度进行横移校准动作，结束后进入S34；
S34、采集AGV当前的纵向坐标误差；
如果AGV当前的纵向坐标误差大于第二误差阈值，则采用对角轮系调整策略调节AGV的行驶方向至目标方向后进入S35；
如果AGV当前的纵向坐标误差小于或等于第二误差阈值，则调整结束；
S35、差速轮组伺服驱动器切换为位置模式，根据纵向坐标误差计算每个差速轮组的位置差值，将目标位置下发到每个差速轮组中两个差速轮；
S36、根据S35中得到的目标位置和设定速度进行前向校准动作。
进一步的，所述对角调整策略为，当调整AGV的行驶方向时，差速轮组伺服驱动器切换为立即速度模式，先调整一组对角位置的差速轮组的角度，然后再调整其他组对角位置的差速轮组的角度。
进一步的，所述伺服驱动模式包括立即速度模式和位置模式，
其中立即速度模式为下发目标速度，伺服电机按照目标速度动作；
位置模式为伺服电机根据目标位置和设定速度动作，到达目标位置后电机停止动作。
进一步的，所述AGV包括四个差速轮组，每个差速轮组包括两个差速轮，四个差速轮组呈四角分布。
本发明第二方面提供了一种电子设备，包括处理器以及与处理器通信连接，且用于存储所述处理器可执行指令的存储器，所述处理器用于执行上述第一方面所述的方法。
本发明第三方面提供了一种服务器，包括至少一个处理器，以及与所述处理器通信连接的存储器，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述处理器执行，以使所述至少一个处理器执行如第一方面所述的方法。
本发明第四方面提供了一种计算机可读取存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现第一方面所述的方法。
相对于现有技术，本发明所述的一种多差速轮组AGV行驶控制方法具有以下有益效果：
(1)本发明所述的一种多差速轮组AGV行驶控制方法，通过先采集采集AGV当前的坐标信息和航向夹角信息，并通过不同航向夹角、AGV当前的坐标与目标坐标的差值采用不同的调整模式，提高了多差速轮组AGV的自主定位精度差，提高了控制效率。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例所述的行驶控制方法流程示意图；
图2为本发明实施例所述的对角调整策略示意图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
实施例一：
如图1、图2所示，一种多差速轮组AGV行驶控制方法，包括以下步骤：
S1、采集AGV当前的坐标信息和航向夹角信息；
S2、根据当前航向夹角的大小选择相应的调整模式调节AGV的行驶方向；
S3、计算AGV当前的坐标与目标坐标的差值，如果差值大于阈值则进行位置校准。
S1中，AGV上设有读码器，行驶路面上等间距的设有多个二维码，AGV通过周期性的扫面地面二维码获取AGV当前的全局位姿信息，全局位姿信息包括坐标信息和航向夹角信息；
AGV通过周期性的扫面地面二维码获取AGV当前的全局位姿信息的周期为20毫秒至40毫秒。
所述步骤S2包括以下步骤：
S21、如果航向夹角≥第一角度阈值，则AGV采用对角轮系调整策略调节AGV的差速轮组至目标方向，进入S24；
S22、如果第二角度阈值＜航向夹角＜第一角度阈值，则采用对角轮系调整策略调节AGV的差速轮组至目标方向后进入S25；
S23、航向夹角第二角度阈值，则进入S3；
S24、差速轮组伺服驱动器切换为立即速度模式，根据航向夹角计算每个差速轮的转速和时间，下发每个差速轮的转速和时间到每个差速轮组中两个差速轮。然后返回S2判断航向夹角范围。
每个差速轮的转速的计算公式如下：
计算每个差速轮组中两个差速轮距旋转中心距离，公式如下：
如果差速轮系在AGV右侧则按照下式计算；
Ri1＝Ri-L/2；
Ri2＝Ri+L/2；
如果差速轮系在AGV左侧则按照下式计算；
Ri1＝Ri+L/2；
Ri2＝Ri-L/2；
根据每个差速轮组中两个差速轮距旋转中心距离计算每个差速轮组中两个差速轮的速度，计算公式如下：
Vi1＝V*θ(t)*Ri1+KP(θ-θN)；
Vi2＝-V*θ(t)*Ri2+KP(θ-θN)；
其中，Ri为第i个所述差速轮组距旋转中心距离，L为所述差速轮组的长度。Ri1为第i个所述差速轮组左侧差速轮距旋转中心距离，Ri2为第i个所述差速轮组右侧差速轮距旋转中心距离，V为AGV的旋转速度，θ和θN分别代表轮系当前角度和目标角度，KP为比例系数；Vi1和Vi2为第i个差速轮组中左左侧和右侧的旋转速度。
S25、差速轮组伺服驱动器切换为位置模式，根据航向夹角计算每个差速轮的目标位置，将目标位置和设定速度下发到每个差速轮组中两个差速轮，结束后进入S3。
每个差速轮组中两个差速轮的目标位置的计算公式如下：
S1＝K*M*2πRi1*(θ(t)/360)；
S2＝-K*M*2πRi2*(θ(t)/360)；
每个差速轮组中两个差速轮的设定速度的计算公式如下：
Vi1＝V*θ(t)*Ri1+KP(θ-θN)；
Vi2＝-V*θ(t)*Ri2+KP(θ-θN)；
θ(t)为航向夹角，即目标角度和当前角度差值，π为常数3.14，K为轮系减速比，M为电机编码器分辨率。
第二角度阈值的取值范围为0.1°至1°，本申请中第二角度阈值取值为0.1°，第一角度阈值的取值范围为3°至8°，本申请中第一角度阈值取值为5°。
所述S3包括以下步骤：
S31、采集AGV当前的横向坐标误差；
如果AGV当前的横向坐标误差大于第一误差阈值，则采用对角轮系调整策略调节AGV的行驶方向至目标方向后进入S32；
如果AGV当前的横向坐标误差小于或等于第一误差阈值，则进入S34；
S32、差速轮组伺服驱动器切换为位置模式，根据横向坐标误差计算每差速轮的目标位置，进一步将目标位置下发到每个差速轮组中两个差速轮；
每个差速轮组中两个差速轮的位置差值计算公式如下：
S1＝K*M*Y(t)；
S2＝-K*M*Y(t)；
每个差速轮组中两个差速轮的设定速度计算公式如下：
Vi1＝V*Y(t)*Ri1+KP(θ-θN)；
Vi2＝-V*Y(t)*Ri2+KP(θ-θN)；
其中，Y(t)为横向坐标误差，S1、S2、Vi1和Vi2为差速轮组差速轮横向校准的位置差值和速度；
S33、根据S32中得到的目标位置和设定速度进行横移校准动作，结束后进入S34；
S34、采集AGV当前的纵向坐标误差；
如果AGV当前的纵向坐标误差大于第二误差阈值，则采用对角轮系调整策略调节AGV的行驶方向至目标方向后进入S35；
如果AGV当前的纵向坐标误差小于或等于第二误差阈值，则调整结束；
S35、差速轮组伺服驱动器切换为位置模式，根据纵向坐标误差计算每个差速轮组的位置差值，将目标位置下发到每个差速轮组中两个差速轮；
每个差速轮组中两个差速轮的位置差值计算公式如下：
S1＝K*M*X(t)；
S2＝-K*M*X(t)；
每个差速轮组中两个差速轮的设定速度计算公式如下：
Vi1＝V*X(t)*Ri1+KP(θ-θN)；
Vi2＝-V*X(t)*Ri2+KP(θ-θN)；
其中，Y(t)为纵向坐标误差，S1、S2、Vi1和Vi2为差速轮组差速轮纵向校准的位置差值和速度；
S36、根据S35中得到的目标位置和设定速度进行前向校准动作。
对角调整策略为，当调整AGV的行驶方向时，先调整一组对角位置的差速轮组的角度，然后再调整其他组对角位置的差速轮组的角度。
在本实时例中，如图2所示，先调整差速轮组A1、A4的角度，调整完毕后在调整差速轮组A3、A2的角度，其中调整差速轮组A1、A4的角度时，差速轮组A1、A4的旋转方向相反，调整差速轮组A2、A3的角度时，差速轮组A2、A3的旋转方向相反，两个对角位置的差速轮组旋转时，另外两个差速轮组不动，且一次旋转的两个差速轮的旋转方向相反，防止转动过程，AGV位置发生滑动，提高了控制精度。
伺服驱动模式包括立即速度模式和位置模式，
其中立即速度模式为下发目标速度，伺服电机按照目标速度动作；
位置模式为伺服电机根据相对位置差和目标速度动作，到达目标位置后电机停止动作。
AGV包括四个差速轮组，每个差速轮组包括两个差速轮，四个差速轮组呈四角分布。
通过先采集采集AGV当前的坐标信息和航向夹角信息，并通过不同航向夹角、AGV当前的坐标与目标坐标的差值采用不同的调整模式，提高了多差速轮组AGV的自主定位精度差，提高了控制效率。
经过测试验证表明该定位系统及控制方法实现成本低、结构简单、精度高，角度小于等于±0.1°，横纵误差小于等于±1mm、适应性强，并且定位精度可自由设置，值得大面积在差速轮系AGV上推广使用。
实施例二：
一种电子设备，包括处理器以及与处理器通信连接，且用于存储处理器可执行指令的存储器，处理器用于执行上述实施例一的方法。
实施例三：
一种服务器，包括至少一个处理器，以及与处理器通信连接的存储器，存储器存储有可被至少一个处理器执行的指令，指令被处理器执行，以使至少一个处理器执行如实施例一的方法。
实施例四：
一种计算机可读取存储介质，存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现实施例一的方法。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及方法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的方法和系统，可以通过其它的方式实现。例如，以上所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。上述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单元来实现本发明实施例方案的目的。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种多差速轮组AGV行驶控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、采集AGV当前的坐标信息和航向夹角信息；
S2、根据当前航向夹角的大小选择相应的调整模式调节AGV的行驶方向；
S3、计算AGV当前的坐标与目标坐标的差值，如果差值大于阈值则进行位置校准。
2.根据权利要求1所述的一种多差速轮组AGV行驶控制方法，其特征在于：所述S1中，AGV上设有读码器，行驶路面上等间距的设有多个二维码，AGV通过周期性的扫面地面二维码获取AGV当前的全局位姿信息，所述全局位姿信息包括坐标信息和航向夹角信息；
所述AGV通过周期性的扫面地面二维码获取AGV当前的全局位姿信息的周期为20毫秒至40毫秒。
3.根据权利要求1所述的一种多差速轮组AGV第一角度阈值控制方法，其特征在于：所述步骤S2包括以下步骤：
S21、如果航向夹角≥第一角度阈值，则AGV采用对角轮系调整策略调节AGV的差速轮组至目标方向，进入S24；
S22、如果第二角度阈值＜航向夹角＜第一角度阈值，则采用对角轮系调整策略调节AGV的差速轮组至目标方向后进入S25；
S23、航向夹角≤第二角度阈值，则进入S3；
S24、差速轮组伺服驱动器切换为立即速度模式，根据航向夹角计算每个差速轮的转速和时间，下发每个差速轮的转速和时间到每个差速轮组中两个差速轮；
S25、差速轮组伺服驱动器切换为位置模式，根据航向夹角计算每个差速轮的目标位置，将目标位置和设定速度下发到每个差速轮组中两个差速轮。
4.根据权利要求3所述的一种多差速轮组AGV行驶控制方法，其特征在于：所述S3包括以下步骤：
S31、采集AGV当前的横向坐标误差；
如果AGV当前的横向坐标误差大于第一误差阈值，则采用对角轮系调整策略调节AGV的行驶方向至目标方向后进入S32；
如果AGV当前的横向坐标误差小于或等于第一误差阈值，则进入S34；
S32、差速轮组伺服驱动器切换为位置模式，根据横向坐标误差计算每差速轮的目标位置，进一步将目标位置下发到每个差速轮组中两个差速轮；
S33、根据S32中得到的目标位置和设定速度进行横移校准动作，结束后进入S34；
S34、采集AGV当前的纵向坐标误差；
如果AGV当前的纵向坐标误差大于第二误差阈值，则采用对角轮系调整策略调节AGV的行驶方向至目标方向后进入S35；
如果AGV当前的纵向坐标误差小于或等于第二误差阈值，则调整结束；
S35、差速轮组伺服驱动器切换为位置模式，根据纵向坐标误差计算每个差速轮组的位置差值，将目标位置下发到每个差速轮组中两个差速轮；
S36、根据S35中得到的目标位置和设定速度进行前向校准动作。
5.根据权利要求3所述的一种多差速轮组AGV行驶控制方法，其特征在于：所述对角调整策略为，当调整AGV的行驶方向时，差速轮组伺服驱动器切换为立即速度模式，先调整一组对角位置的差速轮组的角度，然后再调整其他组对角位置的差速轮组的角度。
6.根据权利要求1所述的一种多差速轮组AGV行驶控制方法，其特征在于：所述伺服驱动模式包括立即速度模式和位置模式，
其中立即速度模式为下发目标速度，伺服电机按照目标速度动作；
位置模式为伺服电机根据目标位置和设定速度动作，到达目标位置后电机停止动作。
7.根据权利要求1所述的一种多差速轮组AGV行驶控制方法，其特征在于：所述AGV包括四个差速轮组，每个差速轮组包括两个差速轮，四个差速轮组呈四角分布。
8.一种电子设备，包括处理器以及与处理器通信连接，且用于存储所述处理器可执行指令的存储器，其特征在于：所述处理器用于执行上述权利要求1-7任一所述的方法。
9.一种服务器，其特征在于：包括至少一个处理器，以及与所述处理器通信连接的存储器，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述处理器执行，以使所述至少一个处理器执行如权利要求1-7任一所述的方法。
10.一种计算机可读取存储介质，存储有计算机程序，其特征在于：所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-7任一项所述的方法。
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