CN118192392A - 一种双车联动控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种双车联动控制方法，应用于前后双车联动系统，前后双车联动系统包括行进方向上的前车和后车；其中，前车的后端设置有激光雷达且后车的前端设置有左右反光板，或，前车的后端设置有左右反光板且后车的前端设置有激光雷达；方法包括：基于激光雷达识别左右反光板，计算该前后两车的相对位置，在双车为平移模式和旋转模式下各自基于相对位置的信息和联动控制指令进行双车联动控制参数解算，基于解算得出的双车联动控制参数进行双车联动控制，在提高了两车的同步性能的同时，结构也更简单，成本较低。
Description
技术领域
本发明涉及智能运输设备控制系统技术领域，具体涉及一种双车联动控制方法。
背景技术
在重载AGV领域，全向运动模型是其中运动效果较为灵活的移动底盘，在全向运动模型中，四舵轮模型又有精度高、负重大、控制简单的特点。
针对重载AGV领域中实际需要搬运的大型设备，其中大部分都有超重、超长、超宽的特点，在此背景下单车搬运的局限性渐渐凸显，分体式双车联动运输方案就此提出并得到一定应用。
目前主要的双车联动技术方案有两种，一是将相同的控制指令同时下发给两台不同的车，同时下发启动、同时下发移动、同时下发停止，由于未考虑两车实际运行情况，无法保证两车的同步性；二是将两车作为一个整体，重新对两车驱动轮进行速度解算，但其同样没有两车相对位置的控制闭环修正，也会存在误差累计，无法长时间保证双车联动的精度。
发明内容
本申请要解决的技术问题是提供一种双车联动控制方法，具有可以提高前后有两车同步性能的特点。
一种实施例中提供一种双车联动控制方法，应用于前后双车联动系统，所述前后双车联动系统包括行进方向上的前车和后车；其中，前车的后端设置有激光雷达且后车的前端设置有左右反光板，或，前车的后端设置有左右反光板且后车的前端设置有激光雷达；所述方法包括：
基于激光雷达识别左右反光板，计算该前后两车的相对位置；
基于所述相对位置的信息和联动控制指令进行双车联动控制参数解算，包括：
在前后两车为非旋转的平移模式下，即控制角速度的情况下，双车联动控制参数解算包括：
获取与车头方向同向的速度及与车头方向垂直的速度；
基于所述与车头方向同向的速度及与车头方向垂直的速度，计算平移模式下的平移速度及平移角度；
基于所述平移速度获得前车前后左右四轮的速度及后车前后左右四轮的速度，基于所述平移角度获得前车前后左右四轮的舵轮偏转角及后车前后左右四轮的舵轮偏转角；
在前后两车为非平移的旋转模式下，即控制角速度的情况下，双车联动控制参数解算包括：
获取前后两车的轴距和轮距；
基于前后两车的相对位置的信息计算两车之间的间距；
基于前后两车的轴距、轮距和两车之间的间距，计算前车前后左右四轮的旋转半径和舵轮偏转角，计算后车前后左右四轮的旋转半径和舵轮偏转角；
基于控制角速度和前车前后左右四轮的旋转半径，计算前车前后左右四轮的速度；基于控制角速度和后车前后左右四轮的旋转半径，计算后车前后左右四轮的速度；
基于解算得出的双车联动控制参数进行双车联动控制。
本发明的有益效果是：
由于基于两车中，一车上设置的激光雷达对另一车上设置的左右两块反光板的识别，获取两车的相对位置，从而结合控制指令进行双车联动控制参数解算，得到前后两车四舵轮实际需要的控制速度及偏转角度，使得在提高了两车的同步性能的同时，结构也更简单，成本较低。
附图说明
图1是本申请一种实施例的后车识别反光板的联动系统示意图；
图2是本申请一种实施例的前车识别反光板的联动系统示意图；
图3是本申请方法其中一种实施例的方法流程示意图；
图4是本申请图3中步骤S10的一种实施例的方法流程示意图；
图5是本申请图3中步骤S10的另一种实施例的方法流程示意图；
图6是本申请图3中步骤S20的一种实施例的方法流程示意图；
图7是本申请一种实施例的双车平移模式下的系统示意图；
图8是本申请一种实施例的双车旋转模式下的系统示意图；
图9是本申请图3中步骤S20的第二种实施例的方法流程示意图；
图10是本申请图3中步骤S20的第三种实施例的方法流程示意图；
图11是本申请一种实施例中双车出现偏离情况下的状态图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。其中不同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中，很多细节描述是为了使得本申请能被更好的理解。然而，本领域技术人员可以毫不费力的认识到，其中部分特征在不同情况下是可以省略的，或者可以由其他元件、材料、方法所替代。在某些情况下，本申请相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述，这是为了避免本申请的核心部分被过多的描述所淹没，而对于本领域技术人员而言，详细描述这些相关操作并不是必要的，他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。
另外，说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各种实施方式。同时，方法描述中的各步骤或者动作也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。因此，说明书和附图中的各种顺序只是为了清楚描述某一个实施例，并不意味着是必须的顺序，除非另有说明其中某个顺序是必须遵循的。
本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。
为便于对本申请的发明构思进行说明，以下对双车联动技术进行简要说明。
目前的双车联动方案中，大多通过相机识别激光信标发射器发射的激光光束获取两车位姿偏差，通过激光测距仪获取两车距离偏差，从而基于这两个偏差实现联动控制。然而，申请人在研究中发现，该类方案中，一方面是受相机视角影响，能够识别得到两车位姿偏差范围有限，并且还需要一个二维转台旋转激光信标发射器辅助识别；另一方面是相机无法拿到两车实际的位置与角度偏差，仅能通过像素点差值判断偏差方向、预估偏差大小。因此，不能实现具体的车辆运动模型速度的解算，导致不能更好地提高两车的同步性能。
鉴于此，本申请提供一种双车联动控制方法，该方法基于两车中，一车上的设置激光雷达对另一车上设置的左右两块反光板的识别，获取两车的相对位置，从而结合控制指令进行双车联动控制参数解算，得到前后两车四舵轮实际需要的控制速度及偏转角度，从而提高了两车的同步性能。
为更好地对该双车联动控制方法进行说明，以下先对应用的前后双车联动系统进行说明。请参照图1和图2，该前后双车联动系统中，可以采用如图1所示的后车识别反光板的联动系统，也可以采用如图2所示的前车识别反光板的联动系统。其中，对于图1所示的后车识别反光板的联动系统中，前车的后端设置有左右反光板且后车的前端设置有激光雷达，对于图2所示的前车识别反光板的联动系统中，前车的后端设置有激光雷达且后车的前端设置有左右反光板，激光雷达可以转动，从而向左右反光板发射激光。一种实施例中，激光雷达可以360度转动。
由于激光雷达可以根据扫描到的物体反射率得到反射激光光束的光强值，同时根据物理特性可知，反光板对于光线的反射率相较于其他材质会明显偏高，故激光雷达可以识别延车体中轴线对称安装的左右块反光板。
根据光强值大小滤除除反光板以外的其他激光光束，直接可以得到左右两块反光板在激光雷达坐标系下的坐标。
一种实施例中，该前后双车联动系统还包括遥控器，前车控制中心或后车控制中心接收遥控器的控制指令，并基于该控制指令及两车的相对位置进行双车联动控制参数解算，从而基于解算到的控制参数实现双车的联动控制。
一种实施例中，遥控器的遥控指令包括控制角速度、与车头方向同向的速度及与车头方向垂直的速度。
基于上述任意一实施例的前后双车联动系统，请参考图3，一种双车联动控制方法包括：
步骤S10，基于激光雷达识别左右反光板，计算前后两车的相对位置。
一种实施例中，请参考图4，在双车联动系统中，前车的后端设置有左右反光板且后车的前端设置有激光雷达的情况下，基于激光雷达识别左右反光板，计算该前后两车的相对位置，包括：
步骤S1011，计算前车后端左右反光板的中心点在雷达坐标，及前车后端左右反光板连线的垂线方向在雷达坐标系下的角度。
一种实施例中，包括：
，/>，
，
其中，表示前车后端左右反光板的中心点在雷达坐标系下的x坐标，表示前车后端左右反光板的中心点在雷达坐标系下的y坐标，/>表示前车后端左右反光板连线的垂线方向在雷达坐标系下的角度，/>表示前车后端左侧反光板在雷达坐标系下的x坐标，/>表示前车后端左侧反光板在雷达坐标系下的y坐标，/>表示前车后端右侧反光板在雷达坐标系下的x坐标，/>表示前车后端右侧反光板在雷达坐标系下的y坐标。
请参考图1，通过左右两块反光板的坐标，可以计算出前车车体后方两块反光板中点坐标O3在雷达坐标系O2下的坐标和/>，其中O3坐标系的朝向为垂直于左右两块反光板的连线，即在O2坐标系下的角度为/>。
就此已得到转换前车控制中心坐标系O4到后车控制中心坐标系O1的所需条件，即将前车控制中心系O4原点坐标转换到左右反光板对称中心坐标系O3下，再将左右反光板对称中心坐标系O3下的坐标转换到激光雷达坐标系O2下，最后将激光雷达坐标系O2下的坐标转换到从车控制中心坐标系O1。
已知（由机械参数可知）前车控制中心坐标系O4原点在左右反光板对称中心坐标系O3下的坐标为P5（，/>，/>），新建一个坐标系原点与O3相同，朝向为/>的新坐标系/>。
为方便运算，设P5点用极坐标表示为（，/>），其中
，/>，
，/>，
用极坐标表示P5在新坐标系下的坐标，则P5在/>的坐标（/>，/>）可表示为（/>，/>）。
则有
，
，
简化表达式为：
，
设前车控制中心坐标系O4原点到激光雷达坐标系O2坐标系的点为（，/>），由上述计算可知坐标系/>相对于激光雷达坐标系O2朝向相同，X轴平移量为/>，Y轴平移量为/>，故在通过平移变换得到：
，
步骤S1012，基于前车后端左右反光板的中心点在雷达坐标系下的坐标，及前车后端左右反光板连线的垂线方向在雷达坐标系下的角度角度，计算前车控制中心点在后车控制中心坐标系下的坐标及角度。
一种实施中，基于步骤S1011的实施例，则可计算到前车控制中心点在后车控制中心坐标系下的坐标及角度包括：
，
，
其中，、/>和/>分别表示前车控制中心点在后车控制中心坐标系下的x坐标、y坐标和角度，/>和/>分别表示前车控制中心点在左右反光板对称中心坐标系下的x坐标和y坐标，/>、/>和/>分别表示激光雷达在后车控制中心下的x坐标、y坐标和角度。
其中，左右反光板对称中心坐标系的朝向垂直于左右两块反光板的连线，且垂直向左为y轴正向，前车控制中心坐标系与左右反光板对称中心坐标系朝向相同，前车和后车前后对齐的情况下，左右反光板对称中心坐标系与雷达坐标系朝向相同，后车控制中心坐标系与雷达坐标系朝向相同。
步骤S1013，基于前车控制中心点在后车控制中心坐标系下的坐标及角度，得到前车控制中心坐标系在后车控制中心坐标系下的坐标和朝向。
一种实施例中，包括：将前车控制中心点在后车控制中心坐标系下的坐标及角度，作为前车控制中心坐标系在后车控制中心坐标系下的坐标和朝向。
步骤S1014，将前车控制中心坐标系在后车控制中心坐标系下的坐标和朝向作为前后两车的相对位置。
一种实施例中，请参考图5，在双车联动系统中，前车的后端设置有激光雷达且后车的前端设置有左右反光板的情况下，基于激光雷达识别左右反光板，计算该前后两车的相对位置，包括：
步骤S1021，计算后车前端左右反光板的中心点在雷达坐标系下的坐标，及后车前端左右反光板连线的垂线方向在雷达坐标系下的角度角度。
一种实施例中，包括：
，/>，
，
其中，表示后车前端左右反光板的中心点在雷达坐标系下的x坐标，表示后车前端左右反光板的中心点在雷达坐标系下的y坐标，/>表示后车前端左右反光板连线的垂线方向在雷达坐标系下的角度，/>表示后车前端左侧反光板在雷达坐标系下的x坐标，/>表示后车前端左侧反光板在雷达坐标系下的y坐标，/>表示后车前端右侧反光板在雷达坐标系下的x坐标，/>表示后车前端右侧反光板在雷达坐标系下的y坐标。
步骤S1022，基于后车前端左右反光板的中心点在雷达坐标系下的坐标，及后车前端左右反光板连线的垂线方向在雷达坐标系下的角度，计算后车控制中心点在前车控制中心坐标系下的坐标及角度。
请参照图2及步骤S1011和步骤S1021的分析，同理可得，一种实施例中，计算到的后车控制中心点在前车控制中心坐标系下的坐标及角度包括：
，
，
其中，、/>和/>分别表示后车控制中心点在前车控制中心坐标系下的x坐标、y坐标和角度，/>和/>分别表示后车控制中心点在左右反光板对称中心坐标系下的x坐标和y坐标，可以根据机械参数得到，/>、/>和/>分别表示激光雷达在前车控制中心下的x坐标、y坐标和角度，可以根据机械参数得到；
其中，左右反光板对称中心坐标系的朝向垂直于左右两块反光板的连线，且垂直向左为y轴正向，后车控制中心坐标系与左右反光板对称中心坐标系朝向相同，前车和后车前后对齐的情况下，左右反光板对称中心坐标系与雷达坐标系朝向相同，前车控制中心坐标系与雷达坐标系朝向相同。
步骤S1023，基于后车控制中心点在前车控制中心坐标系下的坐标及角度，得到前车控制中心坐标系在后车控制中心坐标系下的坐标和朝向。
请参照图2的实施例中，由于O1坐标系与O2坐标系的朝向相同，O3坐标系与O4坐标系的朝向也相同，因此，则可以得到后车控制中心坐标系在前车控制中心坐标系下的坐标和朝向可以包括：
，
其中，、/>和/>分别表示前车控制中心坐标系在后车控制中心坐标系下的x坐标、y坐标和朝向。
步骤S1024，将前车控制中心坐标系在后车控制中心坐标系下的坐标和朝向作为前后两车的相对位置。
步骤S20，基于相对位置的信息和联动控制指令进行双车联动控制参数解算。一种实施例中，包括在前后两车为非旋转的平移模式下的双车联动控制参数解算和前后两车为非平移的旋转模式下的双车联动控制参数解算。
其中，请参照图6，在前后两车为非旋转的平移模式下，也就是遥控器的控制指令中的控制角速度的情况下，双车联动控制参数解算可以包括：
步骤S2011，获取与车头方向同向的速度及与车头方向垂直的速度。
与车头方向同向的速度及与车头方向垂直的速度由遥控指令下方。双车联动的前提是前车与后车的相对位姿首先达到期望位姿，一种实施例中，由于是人工手动遥控，无法保证后车的位置精度。四舵轮运动模型可同时控制车辆平移和旋转，双车联动的两车是柔性连接，只要出现其中一个舵轮角控制精度不够时，两车整体就会出现偏离，并难以修正。一种实施例中，将双车联动的速度解算简化为仅考虑旋转和非旋转两种状态。
一种实施例中，请参考图7，在手动遥控的联动控制中心的控制角速度的情况下，即双车平移模式，可以仅考虑车头方向同向的速度/>及与车头方向垂直的速度/>。
步骤S2012，基于与车头方向同向的速度及与车头方向垂直的速度，计算平移模式下的平移速度及平移角度。
一种实施例中，包括：
，/>，
其中，和/>分别表示平移模式下的平移速度及平移角度，/>和/>分别表示遥控指令中与车头方向同向的速度及与车头方向垂直的速度。
步骤S2013，基于平移速度获得前车前后左右四轮的速度及后车前后左右四轮的速度，基于平移角度获得前车前后左右四轮的舵轮偏转角及后车前后左右四轮的舵轮偏转角。
一种实施例中，包括：
，/>，/>，/>；/>，，/>，/>；/>，/>，，/>；/>，/>，/>，；
其中，表示前车前右轮速度，/>表示前车前左轮速度，/>表示前车后右轮速度，/>表示前车后左轮速度，/>表示后车前右轮速度，/>表示后车前左轮速度，/>表示后车后右轮速度，/>表示后车后左轮速度，/>表示前车前右轮舵轮偏转角，/>表示前车前左轮舵轮偏转角，/>表示前车后右轮舵轮偏转角，/>表示前车后左轮舵轮偏转角，/>表示后车前右轮舵轮偏转角，/>表示后车前左轮舵轮偏转角，/>表示后车后右轮舵轮偏转角，/>表示后车后左轮舵轮偏转角。
两车控制的8组舵轮角度和速度都相同，保证车体平移的方向与速度一致。
请参照图8，在前后两车为非平移的旋转模式下，即控制角速度的情况下，需考虑控控制的角速度，使得两车同时沿旋转中心O旋转。一种实施例，请参考图9，双车联动控制参数解算包括：
步骤S2021，获取前后两车的轴距和轮距。
一种实施例中，前后两车的轴距和轮距均相同。
步骤S2022，基于前后两车的相对位置的信息计算两车之间的间距。
基于两车的相对位置的信息，本领域技术人员可以采用现有技术的计算方法很容易地计算出两车之间的间距，此处不再赘述。
步骤S2023，基于前后两车的轴距、轮距和两车之间的间距，计算前车前后左右四轮的旋转半径和舵轮偏转角，计算后车前后左右四轮的旋转半径和舵轮偏转角。
一种实施例中，包括包括：
，
，
，
，
其中，表示轴距，/>表示轮距，/>表示两车之间的间距，前后两车的轴距及轮距相同；/>表示前车前右轮旋转半径，/>表示前车前左轮旋转半径，/>表示前车后右轮旋转半径，/>表示前车后左轮旋转半径，/>表示后车前右轮旋转半径，/>表示后车前左轮旋转半径，/>表示后车后右轮旋转半径，/>表示后车后左轮旋转半径，/>表示前车前右轮舵轮偏转角，/>表示前车前左轮舵轮偏转角，/>表示前车后右轮舵轮偏转角，/>表示前车后左轮舵轮偏转角，/>表示后车前右轮舵轮偏转角，/>表示后车前左轮舵轮偏转角，/>表示后车后右轮舵轮偏转角，/>表示后车后左轮舵轮偏转角。
步骤S2024，基于控制角速度和前车前后左右四轮的旋转半径，计算前车前后左右四轮的速度；基于控制角速度和后车前后左右四轮的旋转半径，计算后车前后左右四轮的速度。
一种实施例中，包括：
，/>，/>，/>；，/>，/>，/>；
其中，表示前车前右轮速度，/>表示前车前左轮速度，/>表示前车后右轮速度，/>表示前车后左轮速度，/>表示后车前右轮速度，/>表示后车前左轮速度，/>表示后车后右轮速度，/>表示后车后左轮速度。
申请人在研究中发现，在双车联动过程中，无论是旋转还是平移模式下，实际控制时虽然双车联动速度解算经过了简化，但是还是会出现车轮打滑、舵轮实际角度或速度控制无法一致等问题，导致双车车体出现偏离，如无修正微调算法两车将会越偏越远。
鉴于此，一种实施例中，请参照图10，步骤S20还可以包括：
步骤S2031，获取后车控制中心点在前车控制中心坐标系下期望保持的x坐标、y坐标和角度，及当前的x坐标、y坐标和角度。
请参照图11，双车联动的前提是前车与后车的相对位姿首先达到期望位姿，但在人工手动遥控的情况下无法保证后车的位置精度。一种实施例中，以前车位置为参考，将后车位置转换到前车坐标系下。由于后车应保持的位置可以为前车控制中心坐标系原点后方加上前车轴距的一半，再加上双车联动的间距，再加上后车轴距的一半，则有：
，
，
，
其中，表示轴距，/>表示两车之间的间距，前后两车的轴距相同；/>、/>和/>分别表示后车控制中心点在前车控制中心坐标系下期望保持的x坐标、y坐标和角度。
步骤S2032，计算期望保持的x坐标、y坐标和角度相对于当前的x坐标、y坐标和角度的相对x坐标、相对y坐标和相对角度。
一种实施例中，基于后车控制中心坐标系的原点与期望保持的位置点的相对坐标进行修订，则有：
，
，
，
其中，、/>和/>分别表示当前的x坐标、y坐标和角度，/>、/>和/>分别表示相对x坐标、相对y坐标和相对角度。
一种实施例中，在前后两车为非旋转的平移模式下，平移偏差修正可以分为位置修正和角度修正。在位置修正中，一种实施例中，可以先将车体的前进方向分为两个分区，其中，/>设为X偏差分区，设为Y偏差分区，则有：
步骤S203311，若车体的前进方向属于X偏差分区，则基于平移速度和相对X坐标获得后车前后左右四轮的速度，基于平移角度和相对角度获得后车前后左右四轮的舵轮偏转角。
若车体的前进方向，则前进方向/>属于X偏差分区；基于平移速度和相对X坐标获得后车前后左右四轮的速度，包括：
，
，
，
，
对于角度修正，由单车速度解算可知，当前轮和后轮控制角度相反时，车体角度将发生调整，所以，基于平移角度和相对角度获得后车前后左右四轮的舵轮偏转角可以微调为：
，/>，/>，；
其中，表示平移模式下的平移速度，/>和/>分别表示相对x坐标和相对角度，/>表示误差修正系数，根据误差修正的快慢需求确定，/>表示后车前右轮速度，/>表示后车前左轮速度，/>表示后车后右轮速度，/>表示后车后左轮速度，/>表示后车前右轮舵轮偏转角，/>表示后车前左轮舵轮偏转角，/>表示后车后右轮舵轮偏转角，表示后车后左轮舵轮偏转角。
步骤S203312，若车体的前进方向属于Y偏差分区，则基于平移速度和相对Y坐标获得后车前后左右四轮的速度，基于平移角度和相对角度获得后车前后左右四轮的舵轮偏转角。
若车体的前进方向，则前进方向/>属于Y偏差分区；基于平移速度和相对Y坐标获得后车前后左右四轮的速度，基于平移角度和相对角度获得后车前后左右四轮的舵轮偏转角，包括：
，/>，/>，；
，/>，/>，；
其中，表示相对y坐标。
本领域技术人员可以理解地，步骤S203311和步骤S203312可以不分先后顺序。
在前后两车为非平移的旋转模式下：
步骤S203321，基于当前的旋转半径、控制角速度及相对角度，计算后车的舵轮速度。
由于车体在旋转过程中无法修正位置偏差，故在双车旋转时仅考虑修正角度偏差。同样的，一种实施例中，前车保持双车旋转解算的控制值，使用后车修正误差。当双车旋转存在误差时，则增大或减小后车的角速度，以修正两车间的角度误差，则有，基于当前的旋转半径、控制角速度及相对角度，计算后车的舵轮速度，包括：
，/>，，/>；
其中，表示后车前右轮旋转半径，/>表示后车前左轮旋转半径，/>表示后车后右轮旋转半径，/>表示后车后左轮旋转半径。
步骤S30，基于解算得出的双车联动控制参数进行双车联动控制。
本申请的上述实施例的方案中，仅需要一个控制器、一个激光雷达传感器即可，成本较低，并且前车和后车可以任意调换组合。使用的激光雷达传感器方案，可以拿到无遮挡范围内所有角度的识别结果，并且激光雷达传感器可以直接获取所有光束测量的实际距离值和光强值，非常容易的获取到识别物体相对激光雷达传感器的坐标，并且还可以主车识别从车和从车识别主车两种识别方案切换。提供了基于四舵轮运动模型详细的速度解算过程以及双车联动过程中出现误差后，如何将误差修正值分解至车轮的解算过程。在提高了前后两车同步性能的同时，结构也更简单，成本较低。
本申请的一种实施例中提供了一种计算机可读存储介质，存储介质上存储有程序，存储的程序包括能够被处理器加载并处理上述任意一实施例中的双车联动控制方法。
本领域技术人员可以理解，上述实施方式中各种方法的全部或部分功能可以通过硬件的方式实现，也可以通过计算机程序的方式实现。当上述实施方式中全部或部分功能通过计算机程序的方式实现时，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：只读存储器、随机存储器、磁盘、光盘、硬盘等，通过计算机执行该程序以实现上述功能。例如，将程序存储在设备的存储器中，当通过处理器执行存储器中程序，即可实现上述全部或部分功能。另外，当上述实施方式中全部或部分功能通过计算机程序的方式实现时，该程序也可以存储在服务器、另一计算机、磁盘、光盘、闪存盘或移动硬盘等存储介质中，通过下载或复制保存到本地设备的存储器中，或对本地设备的系统进行版本更新，当通过处理器执行存储器中的程序时，即可实现上述实施方式中全部或部分功能。
以上应用了具体个例对本发明进行阐述，只是用于帮助理解本发明，并不用以限制本发明。对于本发明所属技术领域的技术人员，依据本发明的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。
Claims (10)
1.一种双车联动控制方法，应用于前后双车联动系统，其特征在于，所述前后双车联动系统包括行进方向上的前车和后车；其中，前车的后端设置有激光雷达且后车的前端设置有左右反光板，或，前车的后端设置有左右反光板且后车的前端设置有激光雷达；所述方法包括：
基于激光雷达识别左右反光板，计算该前后两车的相对位置；
基于所述相对位置的信息和联动控制指令进行双车联动控制参数解算，包括：
在前后两车为非旋转的平移模式下，即控制角速度的情况下，双车联动控制参数解算包括：
获取与车头方向同向的速度及与车头方向垂直的速度；
基于所述与车头方向同向的速度及与车头方向垂直的速度，计算平移模式下的平移速度及平移角度；
基于所述平移速度获得前车前后左右四轮的速度及后车前后左右四轮的速度，基于所述平移角度获得前车前后左右四轮的舵轮偏转角及后车前后左右四轮的舵轮偏转角；
在前后两车为非平移的旋转模式下，即控制角速度的情况下，双车联动控制参数解算包括：
获取前后两车的轴距和轮距；
基于前后两车的相对位置的信息计算两车之间的间距；
基于前后两车的轴距、轮距和两车之间的间距，计算前车前后左右四轮的旋转半径和舵轮偏转角，计算后车前后左右四轮的旋转半径和舵轮偏转角；
基于控制角速度和前车前后左右四轮的旋转半径，计算前车前后左右四轮的速度；基于控制角速度和后车前后左右四轮的旋转半径，计算后车前后左右四轮的速度；
基于解算得出的双车联动控制参数进行双车联动控制。
2.如权利要求1所述的双车联动控制方法，其特征在于，在双车联动系统中，前车的后端设置有左右反光板且后车的前端设置有激光雷达的情况下，所述的基于激光雷达识别左右反光板，计算该前后两车的相对位置，包括：
计算前车后端左右反光板的中心点在雷达坐标系下的坐标，及前车后端左右反光板连线的垂线方向在雷达坐标系下的角度；
基于所述前车后端左右反光板的中心点在雷达坐标系下的坐标，及前车后端左右反光板连线的垂线方向在雷达坐标系下的角度，计算前车控制中心点在后车控制中心坐标系下的坐标及角度；
基于所述前车控制中心点在后车控制中心坐标系下的坐标及角度，得到前车控制中心坐标系在后车控制中心坐标系下的坐标和朝向；
将所述前车控制中心坐标系在后车控制中心坐标系下的坐标和朝向作为前后两车的相对位置。
3.如权利要求2所述的双车联动控制方法，其特征在于，所述的计算前车后端左右反光板的中心点在雷达坐标系下的坐标及角度，包括：
，/>，
，
其中，表示前车后端左右反光板的中心点在雷达坐标系下的x坐标，/>表示前车后端左右反光板的中心点在雷达坐标系下的y坐标，/>表示前车后端左右反光板连线的垂线方向在雷达坐标系下的角度，/>表示前车后端左侧反光板在雷达坐标系下的x坐标，/>表示前车后端左侧反光板在雷达坐标系下的y坐标，/>表示前车后端右侧反光板在雷达坐标系下的x坐标，/>表示前车后端右侧反光板在雷达坐标系下的y坐标；
所述的基于所述前车后端左右反光板的中心点在雷达坐标系下的坐标，及前车后端左右反光板连线的垂线方向在雷达坐标系下的角度，计算前车控制中心点在后车控制中心坐标系下的坐标及角度，包括：
，
，
其中，、/>和/>分别表示前车控制中心点在后车控制中心坐标系下的x坐标、y坐标和角度，/>和/>分别表示前车控制中心点在左右反光板对称中心坐标系下的x坐标和y坐标，/>、/>和/>分别表示激光雷达在后车控制中心下的x坐标、y坐标和角度；
其中，左右反光板对称中心坐标系的朝向垂直于左右两块反光板的连线，且垂直向左为y轴正向，前车控制中心坐标系与左右反光板对称中心坐标系朝向相同，前车和后车前后对齐的情况下，左右反光板对称中心坐标系与雷达坐标系朝向相同，后车控制中心坐标系与雷达坐标系朝向相同；
所述的基于所述前车控制中心点在后车控制中心坐标系下的坐标及角度，得到前车控制中心坐标系在后车控制中心坐标系下的坐标和朝向，包括：
将前车控制中心点在后车控制中心坐标系下的坐标及角度，作为前车控制中心坐标系在后车控制中心坐标系下的坐标和朝向。
4.如权利要求1所述的双车联动控制方法，其特征在于，在双车联动系统中，前车的后端设置有激光雷达且后车的前端设置有左右反光板的情况下，所述的基于激光雷达识别左右反光板，计算该前后两车的相对位置，包括：
计算后车前端左右反光板的中心点在雷达坐标系下的坐标，及后车前端左右反光板连线的垂线方向在雷达坐标系下的角度；
基于所述后车前端左右反光板的中心点在雷达坐标系下的坐标，及后车前端左右反光板连线的垂线方向在雷达坐标系下的角度，计算后车控制中心点在前车控制中心坐标系下的坐标及角度；
基于所述后车控制中心点在前车控制中心坐标系下的坐标及角度，得到前车控制中心坐标系在后车控制中心坐标系下的坐标和朝向；
将所述前车控制中心坐标系在后车控制中心坐标系下的坐标和朝向作为前后两车的相对位置。
5.如权利要求4所述的双车联动控制方法，其特征在于，所述的计算后车前端左右反光板的中心点在雷达坐标系下的坐标，及后车前端左右反光板连线的垂线方向在雷达坐标系下的角度，包括：
，/>，
，
其中，表示后车前端左右反光板的中心点在雷达坐标系下的x坐标，/>表示后车前端左右反光板的中心点在雷达坐标系下的y坐标，/>表示后车前端左右反光板连线的垂线方向在雷达坐标系下的角度，/>表示后车前端左侧反光板在雷达坐标系下的x坐标，/>表示后车前端左侧反光板在雷达坐标系下的y坐标，/>表示后车前端右侧反光板在雷达坐标系下的x坐标，/>表示后车前端右侧反光板在雷达坐标系下的y坐标；
所述的基于所述后车前端左右反光板的中心点在雷达坐标系下的坐标，及后车前端左右反光板连线的垂线方向在雷达坐标系下的角度，计算后车控制中心点在前车控制中心坐标系下的坐标及角度，包括：
，
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其中，、/>和/>分别表示后车控制中心点在前车控制中心坐标系下的x坐标、y坐标和角度，/>和/>分别表示后车控制中心点在左右反光板对称中心坐标系下的x坐标和y坐标，可以根据机械参数得到，/>、/>和/>分别表示激光雷达在前车控制中心下的x坐标、y坐标和角度，可以根据机械参数得到；
其中，左右反光板对称中心坐标系的朝向垂直于左右两块反光板的连线，且垂直向左为y轴正向，后车控制中心坐标系与左右反光板对称中心坐标系朝向相同，前车和后车前后对齐的情况下，左右反光板对称中心坐标系与雷达坐标系朝向相同，前车控制中心坐标系与雷达坐标系朝向相同；
所述的基于所述后车控制中心点在前车控制中心坐标系下的坐标及角度，得到前车控制中心坐标系在后车控制中心坐标系下的坐标和朝向，包括：
，
其中，、/>和/>分别表示前车控制中心坐标系在后车控制中心坐标系下的x坐标、y坐标和朝向。
6.如权利要求1所述的双车联动控制方法，其特征在于，所述的基于所述与车头方向同向的速度及与车头方向垂直的速度，计算平移模式下的平移速度及平移角度，包括：
，/>，
其中，和/>分别表示平移模式下的平移速度及平移角度，/>和/>分别表示遥控指令中与车头方向同向的速度及与车头方向垂直的速度；
所述的基于所述平移速度获得前车前后左右四轮的速度及后车前后左右四轮的速度，基于所述平移角度获得前车前后左右四轮的舵轮偏转角及后车前后左右四轮的舵轮偏转角，包括：
，/>，/>，/>；/>，，/> ；/>，/>， ；/>，/>，/>，；
其中，表示前车前右轮速度，/>表示前车前左轮速度，/>表示前车后右轮速度，/>表示前车后左轮速度，/>表示后车前右轮速度，/>表示后车前左轮速度，/>表示后车后右轮速度，/>表示后车后左轮速度，/>表示前车前右轮舵轮偏转角，/>表示前车前左轮舵轮偏转角，/>表示前车后右轮舵轮偏转角，/>表示前车后左轮舵轮偏转角，/>表示后车前右轮舵轮偏转角，/>表示后车前左轮舵轮偏转角，/>表示后车后右轮舵轮偏转角，/>表示后车后左轮舵轮偏转角。
7.如权利要求1所述的双车联动控制方法，其特征在于，所述的基于前后两车的轴距、轮距和两车之间的间距，计算前车前后左右四轮的旋转半径和舵轮偏转角，计算后车前后左右四轮的旋转半径和舵轮偏转角，包括：
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，
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其中，表示轴距，/>表示轮距，/>表示两车之间的间距，前后两车的轴距及轮距相同；/>表示前车前右轮旋转半径，/>表示前车前左轮旋转半径，表示前车后右轮旋转半径，/>表示前车后左轮旋转半径，/>表示后车前右轮旋转半径，/>表示后车前左轮旋转半径，/>表示后车后右轮旋转半径，/>表示后车后左轮旋转半径，/>表示前车前右轮舵轮偏转角，/>表示前车前左轮舵轮偏转角，/>表示前车后右轮舵轮偏转角，/>表示前车后左轮舵轮偏转角，/>表示后车前右轮舵轮偏转角，/>表示后车前左轮舵轮偏转角，/>表示后车后右轮舵轮偏转角，/>表示后车后左轮舵轮偏转角；
所述的基于控制角速度和前车前后左右四轮的旋转半径，计算前车前后左右四轮的速度；基于控制角速度和后车前后左右四轮的旋转半径，计算后车前后左右四轮的速度，包括：
，/>，/>，/>；，/>，/>，/>；
其中，表示前车前右轮速度，/>表示前车前左轮速度，/>表示前车后右轮速度，/>表示前车后左轮速度，/>表示后车前右轮速度，/>表示后车前左轮速度，/>表示后车后右轮速度，/>表示后车后左轮速度。
8.如权利要求1所述的双车联动控制方法，其特征在于，所述的基于所述相对位置的信息和联动控制指令进行双车联动控制参数解算，还包括：
获取后车控制中心点在前车控制中心坐标系下期望保持的x坐标、y坐标和角度，及当前的x坐标、y坐标和角度；
计算期望保持的x坐标、y坐标和角度相对于当前的x坐标、y坐标和角度的相对x坐标、相对y坐标和相对角度；
在前后两车为非旋转的平移模式下：
若车体的前进方向属于X偏差分区，则基于所述平移速度和相对X坐标获得后车前后左右四轮的速度，基于所述平移角度和相对角度获得后车前后左右四轮的舵轮偏转角；
若车体的前进方向属于Y偏差分区，则基于所述平移速度和相对Y坐标获得后车前后左右四轮的速度，基于所述平移角度和相对角度获得后车前后左右四轮的舵轮偏转角；
在前后两车为非平移的旋转模式下：
基于当前的旋转半径、控制角速度及所述相对角度，计算后车的舵轮速度。
9.如权利要求8所述的双车联动控制方法，其特征在于，所述的获取后车控制中心点在前车控制中心坐标系下期望保持的x坐标、y坐标和角度，包括：
，
，
，
其中，表示轴距，/>表示两车之间的间距，前后两车的轴距相同；/>、/>和/>分别表示后车控制中心点在前车控制中心坐标系下期望保持的x坐标、y坐标和角度；
所述的计算期望保持的x坐标、y坐标和角度相对于当前的x坐标、y坐标和角度的相对x坐标、相对y坐标和相对角度，包括：
，
，
，
其中，、/>和/>分别表示当前的x坐标、y坐标和角度，/>、/>和/>分别表示相对x坐标、相对y坐标和相对角度。
10.如权利要求8所述的双车联动控制方法，其特征在于，所述的若车体的前进方向属于X偏差分区，则基于所述平移速度和相对X坐标获得后车前后左右四轮的速度，基于所述平移角度和相对角度获得后车前后左右四轮的舵轮偏转角，包括：
若车体的前进方向，则前进方向/>属于X偏差分区；所述的基于所述平移速度和相对X坐标获得后车前后左右四轮的速度，基于所述平移角度和相对角度获得后车前后左右四轮的舵轮偏转角，包括：
，，/>，；
，/>，/>，；
其中，表示平移模式下的平移速度，/>和/>分别表示相对x坐标和相对角度，表示误差修正系数，根据误差修正的快慢需求确定，/>表示后车前右轮速度，表示后车前左轮速度，/>表示后车后右轮速度，/>表示后车后左轮速度，/>表示后车前右轮舵轮偏转角，/>表示后车前左轮舵轮偏转角，/>表示后车后右轮舵轮偏转角，/>表示后车后左轮舵轮偏转角；
若车体的前进方向，则前进方向/>属于Y偏差分区；所述的基于所述平移速度和相对Y坐标获得后车前后左右四轮的速度，基于所述平移角度和相对角度获得后车前后左右四轮的舵轮偏转角，包括：
，/>，，/>；
，/>，/>，；
其中，表示相对y坐标；
所述的基于当前的旋转半径、控制角速度及所述相对角度，计算后车的舵轮速度，包括：
，/>，，/>，
其中，表示后车前右轮旋转半径，/>表示后车前左轮旋转半径，/>表示后车后右轮旋转半径，/>表示后车后左轮旋转半径。
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Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111258275A (zh) * | 2018-11-30 | 2020-06-09 | 沈阳新松机器人自动化股份有限公司 | 一种重载agv双车联动控制方法 |
| WO2021114888A1 (zh) * | 2019-12-10 | 2021-06-17 | 南京航空航天大学 | 一种双agv协同运载控制系统及方法 |
| CN115220012A (zh) * | 2022-09-20 | 2022-10-21 | 成都睿芯行科技有限公司 | 一种基于反光板定位方法 |
| CN115453858A (zh) * | 2022-10-18 | 2022-12-09 | 扬州万方科技股份有限公司 | 一种双车联动控制捕获跟踪系统及其运行方法 |
| CN218272708U (zh) * | 2022-09-30 | 2023-01-10 | 法睿兰达科技(武汉)有限公司 | 一种用于双车联动agv的激光测距反射支架 |
-
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111258275A (zh) * | 2018-11-30 | 2020-06-09 | 沈阳新松机器人自动化股份有限公司 | 一种重载agv双车联动控制方法 |
| WO2021114888A1 (zh) * | 2019-12-10 | 2021-06-17 | 南京航空航天大学 | 一种双agv协同运载控制系统及方法 |
| CN115220012A (zh) * | 2022-09-20 | 2022-10-21 | 成都睿芯行科技有限公司 | 一种基于反光板定位方法 |
| CN218272708U (zh) * | 2022-09-30 | 2023-01-10 | 法睿兰达科技(武汉)有限公司 | 一种用于双车联动agv的激光测距反射支架 |
| CN115453858A (zh) * | 2022-10-18 | 2022-12-09 | 扬州万方科技股份有限公司 | 一种双车联动控制捕获跟踪系统及其运行方法 |
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