WO2018176945A1 - 自动引导运输车的控制方法、装置和自动引导运输车 - Google Patents

自动引导运输车的控制方法、装置和自动引导运输车 Download PDF

Info

Publication number
WO2018176945A1
WO2018176945A1 PCT/CN2017/119009 CN2017119009W WO2018176945A1 WO 2018176945 A1 WO2018176945 A1 WO 2018176945A1 CN 2017119009 W CN2017119009 W CN 2017119009W WO 2018176945 A1 WO2018176945 A1 WO 2018176945A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
chassis
control subsystem
turntable
compensation voltage
electromechanical
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.)
Ceased
Application number
PCT/CN2017/119009
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
张强
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing Jingdong Century Trading Co Ltd
Beijing Jingdong Shangke Information Technology Co Ltd
Original Assignee
Beijing Jingdong Century Trading Co Ltd
Beijing Jingdong Shangke Information Technology Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing Jingdong Century Trading Co Ltd, Beijing Jingdong Shangke Information Technology Co Ltd filed Critical Beijing Jingdong Century Trading Co Ltd
Priority to US16/491,101 priority Critical patent/US11225260B2/en
Publication of WO2018176945A1 publication Critical patent/WO2018176945A1/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/02—Control of position or course in two dimensions
    • G05D1/021—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
    • G05D1/0212—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles with means for defining a desired trajectory
    • G05D1/0223—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles with means for defining a desired trajectory involving speed control of the vehicle
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/02—Control of position or course in two dimensions
    • G05D1/021—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W50/00—Details of control systems for road vehicle drive control not related to the control of a particular sub-unit, e.g. process diagnostic or vehicle driver interfaces
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W30/00—Purposes of road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub-unit, e.g. of systems using conjoint control of vehicle sub-units
    • B60W30/18—Propelling the vehicle
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/0088—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots characterized by the autonomous decision making process, e.g. artificial intelligence, predefined behaviours
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D13/00—Control of linear speed; Control of angular speed; Control of acceleration or deceleration, e.g. of a prime mover
    • G05D13/62—Control of linear speed; Control of angular speed; Control of acceleration or deceleration, e.g. of a prime mover characterised by the use of electric means, e.g. use of a tachometric dynamo, use of a transducer converting an electric value into a displacement
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2520/00—Input parameters relating to overall vehicle dynamics
    • B60W2520/28—Wheel speed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2520/00—Input parameters relating to overall vehicle dynamics
    • B60W2520/30—Wheel torque
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2556/00—Input parameters relating to data

Definitions

  • Some embodiments of the present disclosure provide an automatic guided transport vehicle control method, apparatus, and automatic guided transport vehicle, which utilizes a coupling relationship between a turntable and a chassis to utilize an electromechanical control of a feedback signal in an electromechanical control subsystem of a turntable
  • the subsystem is compensated by the disturbance, or the feedback signal in the electromechanical control subsystem of the chassis is used to compensate the disturbance of the electromechanical control subsystem of the turntable, thereby realizing high-precision control of the rotation of the turntable and the chassis.
  • the first control subsystem is one of an electromechanical control subsystem of the turntable and the chassis
  • the second control subsystem is the other of the electromechanical control subsystems of the turntable and the chassis.
  • compensating for the disturbance experienced by the second control subsystem includes compensating for an input voltage of the electromechanical module in the second control subsystem using the first compensation voltage.
  • the compensation voltage u of the respective drive wheel is determined based on the torque ⁇ w and the rotational angular velocity ⁇ of each of the drive wheels of the chassis.
  • the chassis has a left drive wheel and a right drive wheel
  • the feedback signal in the electromechanical control subsystem of the chassis includes the right drive wheel rotational angular velocity ⁇ r and the left drive wheel rotational angular velocity ⁇ in the electromechanical control subsystem of the chassis l ;
  • the absolute angular velocity ⁇ c is proportional to the difference between the right drive wheel rotational angular velocity ⁇ r and the left drive wheel rotational angular velocity ⁇ l .
  • the moment ⁇ c is proportional to the absolute angular acceleration d ⁇ c /dt of the chassis rotation.
  • the disturbance received by the first control subsystem is compensated by the second compensation voltage.
  • the first disturbance compensation module is configured to compensate an input voltage of an electromechanical module in the second control subsystem by using the first compensation voltage.
  • the chassis has a plurality of drive wheels
  • the first compensation voltage includes a compensation voltage for each drive wheel
  • the first disturbance compensation module is configured to utilize a compensation voltage of each drive wheel, The input voltage of the electromechanical module of the corresponding drive wheel in the electromechanical control subsystem of the chassis is compensated.
  • An induced torque determining unit configured to determine an induced torque ⁇ g according to a feedback signal in an electromechanical control subsystem of the turntable;
  • a turntable action torque determining unit configured to determine a torque ⁇ w of the turntable acting on the chassis drive wheel according to the induced torque ⁇ g ;
  • the moment ⁇ w is proportional to the induced moment ⁇ g ;
  • An absolute angular velocity determining unit for determining an absolute angular velocity ⁇ c of the chassis rotation according to a feedback signal in the electromechanical control subsystem of the chassis;
  • a chassis acting torque determining unit configured to determine a torque ⁇ c of the chassis acting on the turntable according to an absolute angular acceleration d ⁇ c /dt of the chassis rotation;
  • control device further includes:
  • the second disturbance compensation module is configured to compensate the disturbance received by the first control subsystem by using the second compensation voltage.
  • an automatic guided transport vehicle comprising the control device of the automated guided transport vehicle according to any of the above embodiments.
  • a computer readable storage medium stores computer instructions that, when executed by a processor, implement a control method as described in any of the above embodiments.
  • Figure 1 is a schematic illustration of the electromechanical control subsystem of the turntable.
  • FIG. 5 is a schematic diagram of still another embodiment of a control method for an automated guided transport vehicle of the present disclosure.
  • Figure 9 is a schematic illustration of some embodiments of a control device for an automated guided transport vehicle of the present disclosure.
  • Figure 11 is a schematic view of still another embodiment of a control device for an automated guided transport vehicle of the present disclosure.
  • Some embodiments of the present disclosure provide a method for automatically guiding a transport vehicle, including: determining a first compensation voltage according to a feedback signal in the first control subsystem; and utilizing the first compensation voltage to perform a disturbance on the second control subsystem Compensation; wherein the first control subsystem is one of an electromechanical control subsystem of the turntable and the chassis, and the second control subsystem is the other of the electromechanical control subsystems of the turntable and the chassis.
  • the chassis compensation voltage when the chassis has, for example, a left drive wheel and a right drive wheel, the chassis compensation voltage includes a compensation voltage of the left drive wheel and a compensation voltage of the right drive wheel.
  • the step of compensating for the disturbance received by the electromechanical control subsystem of the chassis by using the chassis compensation voltage may include: using the compensation voltage of the left driving wheel, the input voltage of the left driving turbine electrical module in the electromechanical control subsystem of the chassis Compensation is performed; the input voltage of the right-drive turbine electrical module in the electromechanical control subsystem of the chassis is compensated by the compensation voltage of the right drive wheel. That is, the rotational angular velocities of the left and right drive wheels are controlled, respectively.
  • the feedback signal in the electromechanical control subsystem of the turntable is used to compensate the disturbance of the electromechanical control subsystem of the chassis.
  • J g is the moment of inertia of the load and J c is the moment of inertia of the chassis.
  • the moment ⁇ w is proportional to the induced moment ⁇ g .
  • the torque ⁇ w can be calculated using the following formula (2):
  • the compensation voltage u of the respective drive wheel is determined based on the torque ⁇ w and the rotational angular velocity ⁇ of each of the drive wheels of the chassis. For example, when the chassis has, for example, a left drive wheel and a right drive wheel, the compensation voltage u l of the left drive wheel is determined according to the torque ⁇ w and the rotational angular velocity ⁇ l of the left drive wheel, according to the torque ⁇ w and the rotational angular velocity ⁇ of the right drive wheel r determines the compensation voltage u r of the right drive wheel.
  • the moments ⁇ w of the left and right drive wheels are opposite to each other, and the rotational angular velocity ⁇ l of the left drive wheel and the rotational angular velocity ⁇ r of the right drive wheel are opposite to each other, and therefore, the left drive wheel
  • the compensation voltage u l and the compensation voltage u r of the right drive wheel are opposite to each other.
  • Step 702 using the turntable compensation voltage to compensate for the disturbance received by the electromechanical control subsystem of the turntable.
  • compensating for disturbances to the electromechanical control subsystem of the turntable using the turntable compensation voltage may include compensating the input voltage of the electromechanical module of the turntable in the electromechanical control subsystem of the turntable using the turntable compensation voltage. That is, the feedback control signal in the electromechanical control subsystem of the chassis can also be used to compensate the electromechanical control subsystem of the turntable.
  • FIG. 8 is a schematic diagram of still another embodiment of a control method for an automated guided transport vehicle of the present disclosure.
  • determining the turntable compensation voltage based on the feedback signal in the electromechanical control subsystem of the chassis may include steps 801-803:
  • the absolute angular velocity ⁇ c of the chassis rotation is determined based on the feedback signal in the electromechanical control subsystem of the chassis.
  • the absolute angular velocity ⁇ c is proportional to the difference between the right drive wheel rotational angular velocity ⁇ r and the left drive wheel rotational angular velocity ⁇ l .
  • the absolute angular velocity ⁇ c can be calculated by the following formula (5):
  • the moment ⁇ c of the chassis acting on the turntable is determined based on the absolute angular acceleration d ⁇ c /dt of the chassis rotation.
  • the turntable compensation voltage u g is determined based on the torque ⁇ c and the rotational angular velocity ⁇ g of the turntable.
  • R g is the resistance parameter and K g is the voltage parameter.
  • the above-mentioned feedback signal in the electromechanical control subsystem of the turntable compensates for the disturbance of the electromechanical control subsystem of the chassis, and the above-mentioned electromechanical control subsystem of the turntable in the electromechanical control subsystem of the chassis
  • the disturbances are compensated and can be used in combination to automatically guide the control of the transport vehicle.
  • steps 701-702 are performed while steps 401-402 are performed to achieve high precision control of the carousel and chassis motion.
  • Some embodiments of the present disclosure also provide a control device for automatically guiding a transport vehicle, including:
  • the second disturbance compensation module is configured to compensate the disturbance received by the first control subsystem by using the second compensation voltage.
  • the control device can also compensate for the disturbance of the electromechanical control subsystem of the chassis by using the feedback signal in the electromechanical control subsystem of the turntable, and the electromechanical control subsystem of the turntable is received by the feedback signal in the electromechanical control subsystem of the chassis.
  • the disturbance is compensated.
  • the first compensation voltage determination module is the chassis compensation voltage determination module 91
  • the first disturbance compensation module is the chassis disturbance compensation module 92
  • the second compensation voltage determination module is the turntable compensation voltage determination module 93
  • the second disturbance The compensation module is the turntable disturbance compensation module 94, or, if the first compensation voltage determination module is the turntable compensation voltage determination module 93, and the first disturbance compensation module is the turntable disturbance compensation module 94, the second compensation voltage determination module determines the chassis compensation voltage.
  • the module 91, the second disturbance compensation module is a chassis disturbance compensation module 92.
  • the chassis disturbance compensation module 92 is operative to compensate for disturbances to the electromechanical control subsystem of the chassis using the chassis compensation voltage.
  • the chassis disturbance compensation module 92 is configured to compensate for the input voltage of the electromechanical module in the electromechanical control subsystem of the chassis using the chassis compensation voltage.
  • the input voltage of the electromechanical modules of the respective drive wheels in the electromechanical control subsystem of the chassis is compensated by the compensation voltage of each drive wheel.
  • the automatic guided transport vehicle control device compensates the disturbance of the electromechanical control subsystem of the chassis by using the feedback signal in the electromechanical control subsystem of the turntable by utilizing the coupling relationship between the turntable and the chassis. Thereby achieving high-precision control of the movement of the turntable and the chassis.
  • FIG. 10 is a schematic illustration of further embodiments of a control device for an automated guided transport vehicle of the present disclosure.
  • the chassis disturbance compensation module 92 includes a left drive compensation unit 921 and a right drive compensation unit 922.
  • the right drive compensation unit 922 is configured to compensate the input voltage of the right drive turbine electrical module in the electromechanical control subsystem of the chassis by using the compensation voltage of the right drive wheel.
  • the chassis compensation voltage determining module 91 includes an induced torque determining unit 911, a turntable acting torque determining unit 912, and a compensation voltage determining unit 913.
  • the induced torque determining unit 911 is configured to determine the induced torque ⁇ g according to the feedback signal in the electromechanical control subsystem of the turntable.
  • the feedback signal in the electromechanical control subsystem of the turntable is a turntable rotational angular velocity ⁇ g ;
  • the induced moment ⁇ g is proportional to the rotational angular acceleration d ⁇ g /dt of the turntable.
  • the calculation can be performed using the above formula (1).
  • the turntable acting torque determining unit 912 is configured to determine the torque ⁇ w of the turntable acting on the chassis driving wheel according to the induced torque ⁇ g .
  • the moment ⁇ w is proportional to the induced moment ⁇ g .
  • the calculation can be performed using the above formula (2).
  • the compensation voltage determining unit 913 is configured to determine the compensation voltage u of the corresponding driving wheel based on the torque ⁇ w and the rotational angular velocity ⁇ of each of the driving wheels of the chassis.
  • the left drive compensation voltage u l is determined according to the torque ⁇ w and the rotational angular speed ⁇ l of the left drive wheel
  • the right drive is determined according to the torque ⁇ w and the rotational angular speed ⁇ r of the right drive wheel. Compensation voltage u r .
  • the left-drive compensation voltage u l and the right-drive compensation voltage u r can be calculated by using the above formulas (3) and (4).
  • FIG. 11 is a schematic view of still another embodiment of a control device for an automated guided transport vehicle of the present disclosure.
  • the automatic guided transport vehicle control apparatus includes or includes a turntable compensation voltage determining module 93 and a turntable disturbance compensation module 94 on the basis of the embodiment shown in FIG. 9 or FIG.
  • the turntable compensation voltage determination module 93 is configured to determine the turntable compensation voltage based on the feedback signal in the electromechanical control subsystem of the chassis.
  • the turntable disturbance compensation module specifically compensates for the input voltage of the rotary electromechanical module in the electromechanical control subsystem of the turntable by using the turntable compensation voltage.
  • the disk compensation voltage determining module 93 includes an absolute angular velocity determining unit 931, a chassis acting torque determining unit 932, and a turntable compensation voltage determining unit 933.
  • the absolute angular velocity determining unit 931 is configured to determine the absolute angular velocity ⁇ c of the chassis rotation based on the feedback signal in the electromechanical control subsystem of the chassis.
  • the feedback signal in the electromechanical control subsystem of the chassis includes the right drive wheel rotational angular velocity ⁇ r and the left drive wheel rotational angular velocity ⁇ l in the electromechanical control subsystem of the chassis.
  • the absolute angular velocity ⁇ c is proportional to the difference between the right drive wheel rotational angular velocity ⁇ r and the left drive wheel rotational angular velocity ⁇ l .
  • the absolute angular velocity ⁇ c can be calculated using the above formula (5).
  • the chassis acting torque determining unit 932 is configured to determine the torque ⁇ c of the chassis acting on the turntable based on the absolute angular acceleration d ⁇ c /dt of the chassis rotation.
  • the moment ⁇ c is proportional to the absolute angular acceleration d ⁇ c /dt of the chassis rotation.
  • the torque ⁇ c can be calculated using the above formula (6).
  • the turntable compensation voltage determining unit 933 is configured to determine the turntable compensation voltage u g based on the torque ⁇ c and the rotational angular speed ⁇ g of the turntable.
  • the turntable compensation voltage u g can be calculated using the above formula (7).
  • modules and units of the various embodiments described above can be implemented by a processor that automatically guides the transport vehicle control device to perform corresponding actions.
  • FIG. 13 is a schematic illustration of still further embodiments of a control device for an automated guided transport vehicle of the present disclosure.
  • the automated guided transport vehicle control apparatus includes a memory 1301 and a processor 1302.
  • the memory 1301 is for storing instructions
  • the processor 1302 is coupled to the memory 1301, and the processor 1302 is configured to perform the method according to any of the embodiments of FIGS. 4, 5, 7, and 8 based on the instructions stored in the memory.
  • the delivery robot control device further includes a communication interface 1303 for performing information interaction with other devices.
  • the apparatus further includes a bus 1304, and the processor 1302, the communication interface 1303, and the memory 1301 complete communication with each other via the bus 1304.
  • the memory 1301 may include a high speed RAM memory, and may also include a non-volatile memory such as at least one disk memory.
  • the memory 1301 can also be a memory array.
  • the memory 1301 may also be partitioned, and the blocks may be combined into a virtual volume according to certain rules.
  • processor 1302 may be a central processing unit CPU, or may be an Application Specific Integrated Circuit (ASIC) or one or more integrated circuits configured to implement the embodiments of the present disclosure.
  • CPU central processing unit
  • ASIC Application Specific Integrated Circuit
  • FIG. 14 is a schematic illustration of some embodiments of an automated guided transport vehicle of the present disclosure.
  • the automatic guided transport vehicle 1401 includes a control device 1402, wherein the control device 1402 is the automatic guided transport vehicle control device according to any of the embodiments of FIGS. 9-13.
  • the present disclosure also relates to a computer readable storage medium, such as a non-volatile storage medium, the computer readable storage medium storing computer instructions, when the instructions are executed by the processor, as shown in FIG. 5.
  • a computer readable storage medium such as a non-volatile storage medium
  • the computer readable storage medium storing computer instructions, when the instructions are executed by the processor, as shown in FIG. 5.
  • the left drive compensation voltage u l is added to the voltage value output by the controller, and the obtained sum is supplied to the left drive turbine electric module to control the rotational angular velocity ⁇ l of the left drive wheel.
  • the right drive compensation voltage u r is added to the voltage value output by the controller, and the resulting sum is supplied to the right drive turbine electric module to control the rotational angular velocity ⁇ r of the right drive wheel.
  • the absolute angular velocity determining unit determines the absolute angular velocity ⁇ c of the chassis rotation based on the feedback signal in the electromechanical control subsystem of the chassis.
  • the feedback signal in the electromechanical control subsystem of the chassis includes the right drive wheel rotational angular velocity ⁇ r and the left drive wheel rotational angular velocity ⁇ l in the electromechanical control subsystem of the chassis.
  • the chassis acting torque determining module determines the torque ⁇ c of the chassis acting on the turntable according to the absolute angular acceleration d ⁇ c /dt of the chassis rotation
  • the turntable compensation voltage determining unit determines the turntable compensation voltage u g according to the torque ⁇ c and the rotational angular velocity ⁇ g of the turntable.
  • the turntable compensation angular velocity ⁇ g is controlled by adding the turntable compensation voltage u g to the voltage value output by the controller and supplying the resulting sum to the turntable electromechanical module.
  • embodiments of the present disclosure can be provided as a method, system, or computer program product. Accordingly, the present disclosure may take the form of an entirely hardware embodiment, an entirely software embodiment, or a combination of software and hardware aspects. Moreover, the present disclosure may take the form of a computer program product embodied on one or more computer-usable non-transitory storage media (including but not limited to disk storage, CD-ROM, optical storage, etc.) containing computer usable program code. .
  • the computer program instructions can also be stored in a computer readable memory that can direct a computer or other programmable data processing device to operate in a particular manner, such that the instructions stored in the computer readable memory produce an article of manufacture comprising the instruction device.
  • the apparatus implements the functions specified in one or more blocks of a flow or a flow and/or block diagram of the flowchart.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Artificial Intelligence (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • Game Theory and Decision Science (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)

Abstract

一种自动引导运输车的控制方法、装置和自动引导运输车，涉及自动控制领域。自动引导运输车的控制装置根据第一控制子系统中的反馈信号确定第一补偿电压，利用第一补偿电压对第二控制子系统受到的扰动进行补偿，其中，第一控制子系统为转盘和底盘的机电控制子系统中的一个，第二控制子系统为转盘和底盘的机电控制子系统中的另一个。通过利用转盘和底盘之间的耦合关系，利用转盘的机电控制子系统中的反馈信号对底盘的机电控制子系统受到的扰动进行补偿，或者，利用底盘的机电控制子系统中的反馈信号对转盘的机电控制子系统受到的扰动进行补偿，从而实现转盘和底盘运动的高精度控制。

Description

自动引导运输车的控制方法、装置和自动引导运输车
本申请主张CN申请号为201710189771.3，申请日为2017年3月28日的申请的优先权，该CN申请的公开内容在此作为整体引入本申请中。
技术领域
本公开涉及自动控制领域，特别涉及一种自动引导运输车的控制方法、装置和自动引导运输车。
背景技术
自动导引运输车(Automated Guided Vehicle，简称：AGV)是指装备有视觉、激光雷达等传感器，能够沿设定的路径自动行驶并具有自主避障、承载货物等功能的轮式移动机器人设备。近年，随着国际、国内物流、电商行业的迅猛发展，AGV在智能无人仓储、无人配送等应用场景中需求巨大。
目前AGV上设有两套独立的控制子系统，分别为底盘的机电控制子系统和转盘的机电控制子系统，其中底盘的机电控制子系统用于对底盘转动角速度进行控制，转盘的机电控制子系统用于对转盘转动角速度进行控制。
在AGV沿规划路径转向过程中，需要驱动转盘沿AGV转动方向的相反方向运动，且实时保持转盘转动角速度(记为ω g)与底盘转动角速度(记为ω c)大小相等方向相反，即在所有时刻满足ω g(t)＝-ω c(t)，以保持承载货物的空间方向不变，进而实现货物的准确出库入库等任务。
为达到这一目标，在相关技术中需要首先规划转动的加减速轨迹，进而通过分别对转盘电机和底盘驱动电机设计闭环控制系统，分别实现电机对规划轨迹的跟踪。在无跟踪误差的理想情况下，理论上可实现转盘的精确同步。
发明内容
发明人认识到，相关技术在转盘控制与底盘控制的实现是独立完成的。这种方式由于忽略了转盘与底盘之间的相互耦合影响，因此很难有效消除相应的扰动项，从而很难实现高精度控制。
本公开的一些实施例提供一种自动引导运输车控制方法、装置和自动引导运输车，通 过利用转盘和底盘之间的耦合关系，利用转盘的机电控制子系统中的反馈信号对底盘的机电控制子系统受到的扰动进行补偿，或者，利用底盘的机电控制子系统中的反馈信号对转盘的机电控制子系统受到的扰动进行补偿，从而实现转盘和底盘运动的高精度控制。
根据本公开的一个方面，提供一种自动引导运输车的控制方法，包括：
根据第一控制子系统中的反馈信号确定第一补偿电压；
利用所述第一补偿电压对第二控制子系统受到的扰动进行补偿；
其中，第一控制子系统为转盘和底盘的机电控制子系统中的一个，第二控制子系统为转盘和底盘的机电控制子系统中的另一个。
在一些实施例中，对第二控制子系统受到的扰动进行补偿包括：利用所述第一补偿电压，对所述第二控制子系统中的机电模块的输入电压进行补偿。
在一些实施例中，所述底盘具有多个驱动轮，所述第一补偿电压包括每个驱动轮的补偿电压，对第二控制子系统受到的扰动进行补偿包括：利用每个驱动轮的补偿电压，对所述底盘的机电控制子系统中相应驱动轮的机电模块的输入电压进行补偿。
在一些实施例中，第一控制子系统为转盘的机电控制子系统，第二控制子系统为底盘的机电控制子系统，确定第一补偿电压包括：
根据转盘的机电控制子系统中的反馈信号确定诱导力矩τ g；
根据所述诱导力矩τ g确定转盘作用在底盘驱动轮上的力矩τ w；
根据所述力矩τ w和底盘的每个驱动轮的转动角速度ω确定相应驱动轮的补偿电压u。
在一些实施例中，转盘的机电控制子系统中的反馈信号为转盘转动角速度ω g；诱导力矩τ g与转盘转动角加速度dω g/dt成正比。
在一些实施例中，力矩τ w与诱导力矩τ g成正比。
在一些实施例中，所述底盘具有左驱动轮和右驱动轮，所述左驱动轮的补偿电压u l与所述右驱动轮的补偿电压u r互为相反数。
在一些实施例中，第一控制子系统为底盘的机电控制子系统，第二控制子系统为转盘的机电控制子系统，确定第一补偿电压包括：
根据底盘的机电控制子系统中的反馈信号确定底盘转动的绝对角速度ω c；
根据底盘转动的绝对角加速度dω c/dt确定底盘作用在转盘上的力矩τ c；
根据力矩τ c和转盘的转动角速度ω g确定转盘补偿电压u g。
在一些实施例中，所述底盘具有左驱动轮和右驱动轮，底盘的机电控制子系统中的反馈信号包括底盘的机电控制子系统中右驱动轮转动角速度ω r和左驱动轮转动角速度 ω l；
绝对角速度ω c与右驱动轮转动角速度ω r减左驱动轮转动角速度ω l的差值正比。
在一些实施例中，力矩τ c与底盘转动的绝对角加速度dω c/dt成正比。
在一些实施例中，所述控制方法还包括：
根据第二控制子系统中的反馈信号确定第二补偿电压；
利用所述第二补偿电压对所述第一控制子系统受到的扰动进行补偿。
根据本公开的另一方面，提供一种自动引导运输车的控制装置，包括：
第一补偿电压确定模块，用于根据第一控制子系统中的反馈信号确定第一补偿电压；以及，
第一扰动补偿模块，用于利用所述第一补偿电压对第二控制子系统受到的扰动进行补偿；
其中，第一控制子系统为转盘和底盘的机电控制子系统中的一个，第二控制子系统为转盘和底盘的机电控制子系统中的另一个。
在一些实施例中，所述第一扰动补偿模块，用于利用所述第一补偿电压，对所述第二控制子系统中的机电模块的输入电压进行补偿。
在一些实施例中，所述底盘具有多个驱动轮，所述第一补偿电压包括每个驱动轮的补偿电压；所述第一扰动补偿模块，用于利用每个驱动轮的补偿电压，对所述底盘的机电控制子系统中相应驱动轮的机电模块的输入电压进行补偿。
在一些实施例中，第一控制子系统为转盘的机电控制子系统，第二控制子系统为底盘的机电控制子系统，第一补偿电压确定模块包括：
诱导力矩确定单元，用于根据转盘的机电控制子系统中反馈信号确定诱导力矩τ g；
转盘作用力矩确定单元，用于根据所述诱导力矩τ g确定转盘作用在底盘驱动轮上的力矩τ w；以及
补偿电压确定单元，用于根据所述力矩τ w和底盘的每个驱动轮的转动角速度ω确定相应驱动轮的补偿电压u。
在一些实施例中，转盘的机电控制子系统中的反馈信号为转盘转动角速度ω g；诱导力矩τ g与转盘转动角加速度dω g/dt成正比。
在一些实施例中，力矩τ w与诱导力矩τ g成正比；
在一些实施例中，所述底盘具有左驱动轮和右驱动轮时，所述左驱动轮的补偿电压u l与所述右驱动轮的补偿电压u r互为相反数。
在一些实施例中，第一控制子系统为底盘的机电控制子系统，第二控制子系统为转盘的机电控制子系统，第一补偿电压确定模块包括：
绝对角速度确定单元，用于根据底盘的机电控制子系统中的反馈信号确定底盘转动的绝对角速度ω c；
底盘作用力矩确定单元，用于根据底盘转动的绝对角加速度dω c/dt确定底盘作用在转盘上的力矩τ c；
转盘补偿电压确定单元，用于根据力矩τ c和转盘的转动角速度ω g确定转盘补偿电压u g。
在一些实施例中，所述底盘具有左驱动轮和右驱动轮，底盘的机电控制子系统中的反馈信号包括底盘的机电控制子系统中右驱动轮转动角速度ω r和左驱动轮转动角速度ω l；绝对角速度ω c与右驱动轮转动角速度ω r减左驱动轮转动角速度ω l的差值正比。
在一些实施例中，力矩τ c与底盘转动的绝对角加速度dω c/dt成正比。
在一些实施例中，控制装置还包括：
第二补偿电压确定模块，用于根据第二控制子系统中的反馈信号确定第二补偿电压；以及
第二扰动补偿模块，用于利用所述第二补偿电压对所述第一控制子系统受到的扰动进行补偿。
根据本公开的另一方面，提供一种自动引导运输车的控制装置，包括：
存储器，用于存储指令；
处理器，耦合到存储器，处理器被配置为基于存储器存储的指令执行实现如上述任一实施例涉及的控制方法。
根据本公开的另一方面，提供一种自动引导运输车，包括上述任一实施例涉及的自动引导运输车的控制装置。
根据本公开的另一方面，提供一种计算机可读存储介质，其中计算机可读存储介质存储有计算机指令，指令被处理器执行时实现如上述任一实施例涉及的控制方法。
通过以下参照附图对本公开的示例性实施例的详细描述，本公开的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技 术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公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为转盘的机电控制子系统的示意图。
图2为底盘的机电控制子系统的示意图。
图3为本公开的AGV中负载和底盘转动示意图。
图4为本公开自动引导运输车的控制方法一些实施例的示意图。
图5为本公开自动引导运输车的控制方法另一些实施例的示意图。
图6为本公开的底盘一些实施例的示意图。
图7为本公开自动引导运输车的控制方法又一些实施例的示意图。
图8为本公开自动引导运输车的控制方法又一些实施例的示意图。
图9为本公开自动引导运输车的控制装置一些实施例的示意图。
图10为本公开自动引导运输车的控制装置另一些实施例的示意图。
图11为本公开自动引导运输车的控制装置又一些实施例的示意图。
图12为本公开自动引导运输车的控制装置又一些实施例的示意图。
图13为本公开自动引导运输车的控制装置又一些实施例的示意图。
图14为本公开自动引导运输车一些实施例的示意图。
图15为本公开自动引导运输车前馈解耦控制一些实施例的示意图。
具体实施方式
下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开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公开一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本公开的范围。
同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情 况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。
在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
图1为转盘的机电控制子系统的示意图。如图1所示，转盘的机电控制子系统的闭环控制方案包括：减法器11输出给定的转动角速度ω s与反馈的转盘转动角速度ω g的差值，控制器12根据该差值进行控制处理以得到控制电压，并将控制电压提供给转盘机电模块13，转盘机电模块13利用该控制电压确定转盘转动角速度ω g，同时将生成的转盘转动角速度ω g作为反馈信号返回给减法器11。
图2为底盘的机电控制子系统的示意图。如图2所示，底盘的机电控制子系统的闭环控制方案包括：角速度分配模块20根据给定的转动角速度-ω s，分别为左驱控制支路提供转动角速度ω rl，为右驱控制支路提供转动角速度ω cr。ω rl和ω cr互为相反数。在左驱控制支路中，减法器21输出转动角速度ω rl与反馈的左驱动轮转动角速度ω l的差值，控制器22根据该差值进行控制处理以得到控制电压，并将控制电压提供给左驱动轮机电模块23，左驱动轮机电模块23利用该控制电压确定左驱动轮转动角速度ω l，同时将确定的左驱动轮转动角速度ω l作为反馈信号返回给减法器21。在右驱控制支路中，减法器24输出转动角速度ω cr与反馈的右驱动轮转动角速度ω r的差值，控制器25根据该差值进行控制处理以得到控制电压，并将控制电压提供给右驱动轮机电模块26，右驱动轮机电模块26利用该控制电压确定右驱动轮转动角速度ω r，同时将确定的左驱动轮转动角速度ω l作为反馈信号返回给减法器24。
在图1中，转盘机电模块13受到的扰动F d包括负载扰动和底盘扰动。在图2中，左驱动轮机电模块23受到的扰动F ld以及右驱动轮机电模块26受到的扰动F rd包括转盘扰动和地面摩阻扰动。具体来说，如图3所示，在AGV中，负载31和底盘32的运动通过受力关系而相互耦合，所产生的力矩分别为τ和-τ。这种耦合的作用力就表现为图1和图2中的扰动项F d、F ld和F rd。
本公开的一些实施例提出一种自动引导运输车的控制方法，包括：根据第一控制子系统中的反馈信号确定第一补偿电压；利用第一补偿电压对第二控制子系统受到的扰动进行补偿；其中，第一控制子系统为转盘和底盘的机电控制子系统中的一个，第二控制子系统为转盘和底盘的机电控制子系统中的另一个。
前述控制方法还可以包括：根据第二控制子系统中的反馈信号确定第二补偿电压；利用第二补偿电压对所述第一控制子系统受到的扰动进行补偿。
下面结合图4-6和图7-8分别描述利用转盘的机电控制子系统中的反馈信号对底盘的机电控制子系统受到的扰动进行补偿的方案，以及，利用底盘的机电控制子系统中的反馈信号对转盘的机电控制子系统受到的扰动进行补偿的方案。
图4为本公开自动引导运输车的控制方法一些实施例的示意图。该实施例的方法包括：
步骤401，根据转盘的机电控制子系统中的反馈信号确定底盘补偿电压；
步骤402，利用底盘补偿电压对底盘的机电控制子系统受到的扰动进行补偿。
在一些实施例中，利用底盘补偿电压，对底盘的机电控制子系统中的机电模块的输入电压进行补偿。当底盘具有多个驱动轮时，利用每个驱动轮的补偿电压，对底盘的机电控制子系统中相应驱动轮的机电模块的输入电压进行补偿。即，分别对每个驱动轮的转动角速度进行控制。
在一些实施例中，当底盘具有例如左驱动轮和右驱动轮时，底盘补偿电压包括左驱动轮的补偿电压和右驱动轮的补偿电压。可选地，上述利用底盘补偿电压对底盘的机电控制子系统受到的扰动进行补偿的步骤可包括：利用左驱动轮的补偿电压，对底盘的机电控制子系统中左驱动轮机电模块的输入电压进行补偿；利用右驱动轮的补偿电压，对底盘的机电控制子系统中右驱动轮机电模块的输入电压进行补偿。即，分别对左驱动轮和右驱动轮的转动角速度进行控制。
基于本公开上述实施例提供的自动引导运输车控制方法，通过利用转盘和底盘之间的耦合关系，利用转盘的机电控制子系统中的反馈信号对底盘的机电控制子系统受到的扰动进行补偿，从而实现转盘和底盘运动的高精度控制。
图5为本公开自动引导运输车的控制方法另一些实施例的示意图。在一些实施例中，上述根据转盘的机电控制子系统中的反馈信号确定底盘补偿电压的步骤可包括步骤501-503：
在步骤501，根据转盘的机电控制子系统中的反馈信号确定诱导力矩τ g。
在一些实施例中，转盘的机电控制子系统中的反馈信号为转盘转动角速度ω g。
可选地，诱导力矩τ g与转盘转动角加速度dω g/dt成正比。例如，可采用下列公式(1)计算诱导力矩τ g：
Figure PCTCN2017119009-appb-000001
其中，J g为负载的转动惯量，J c为底盘的转动惯量。
在步骤502，根据诱导力矩τ g确定转盘作用在底盘驱动轮上的力矩τ w。
可选地，力矩τ w与诱导力矩τ g成正比。例如，可采用下列公式(2)计算力矩τ w：
Figure PCTCN2017119009-appb-000002
其中，r w为车轮半径，l c1为底盘的一个边长，如图6所示。
在步骤503，根据所述力矩τ w和底盘的每个驱动轮的转动角速度ω确定相应驱动轮的补偿电压u。例如，当底盘具有例如左驱动轮和右驱动轮时，根据力矩τ w和左驱动轮的转动角速度ω l确定左驱动轮的补偿电压u l，根据力矩τ w和右驱动轮的转动角速度ω r确定右驱动轮的补偿电压u r。
可选地，可利用下列公式(3)和公式(4)进行计算：
u r＝-R rτ w+K rω r       (3)
u l＝-R lτ w+K lω l        (4)
其中，R r和R l为电阻参数，K r和K l为电压参数。
在一些实施例中，左驱动轮和右驱动轮的力矩τ w互为相反数,左驱动轮的转动角速度ω l和右驱动轮的转动角速度ω r互为相反数,因此，左驱动轮的补偿电压u l与右驱动轮的补偿电压u r互为相反数。
图7为本公开自动引导运输车的控制方法又一些实施例的示意图。该实施例的方法包括：
步骤701，根据底盘的机电控制子系统中的反馈信号确定转盘补偿电压；
步骤702，利用转盘补偿电压对转盘的机电控制子系统受到的扰动进行补偿。
在一些实施例中，利用转盘补偿电压对转盘的机电控制子系统受到的扰动进行补偿可包括：利用转盘补偿电压，对转盘的机电控制子系统中转盘机电模块的输入电压进行补偿。即，也可利用底盘的机电控制子系统中的反馈信号对转盘的机电控制子系统进行补偿控制。
图8为本公开自动引导运输车的控制方法又一些实施例的示意图。在一些实施例中，上述根据底盘的机电控制子系统中的反馈信号确定转盘补偿电压可包括步骤801-803：
在步骤801，根据底盘的机电控制子系统中的反馈信号确定底盘转动的绝对角速度ω c。
在一些实施例中，底盘的机电控制子系统中的反馈信号包括底盘的机电控制子系统中右驱动轮转动角速度ω r和左驱动轮转动角速度ω l。
可选地，绝对角速度ω c与右驱动轮转动角速度ω r减左驱动轮转动角速度ω l的差值正比。例如，可采用下述公式(5)计算绝对角速度ω c：
Figure PCTCN2017119009-appb-000003
在步骤802，根据底盘转动的绝对角加速度dω c/dt确定底盘作用在转盘上的力矩τ c。
可选地，力矩τ c与底盘转动的绝对角加速度dω c/dt成正比。例如，可采用下述公式(6)计算力矩τ c：
Figure PCTCN2017119009-appb-000004
在步骤803，根据力矩τ c和转盘的转动角速度ω g确定转盘补偿电压u g。
可选地，可利用下列公式(7)进行计算：
u g＝-R gτ w+K gω g       (7)
其中，R g为电阻参数，K g为电压参数。
此外，上述的利用转盘的机电控制子系统中的反馈信号对底盘的机电控制子系统受到的扰动进行补偿，以及，上述的利用底盘的机电控制子系统中的反馈信号对转盘的机电控制子系统受到的扰动进行补偿，可以结合起来用于自动引导运输车的控制，例如，在执行步骤401-402的同时还执行步骤701-702，从而共同实现转盘和底盘运动的高精度控制。
本公开的一些实施例还提出一种自动引导运输车的控制装置，包括：
第一补偿电压确定模块，用于根据第一控制子系统中的反馈信号确定第一补偿电压；以及，
第一扰动补偿模块，用于利用第一补偿电压对第二控制子系统受到的扰动进行补偿；
其中，第一控制子系统为转盘和底盘的机电控制子系统中的一个，第二控制子系统为转盘和底盘的机电控制子系统中的另一个。
前述的控制装置还可以包括：
第二补偿电压确定模块，用于根据第二控制子系统中的反馈信号确定第二补偿电压；以及
第二扰动补偿模块，用于利用第二补偿电压对所述第一控制子系统受到的扰动进行补偿。
下面结合图9-12具体描述前述的控制装置。
图9-10描述了利用转盘的机电控制子系统中的反馈信号对底盘的机电控制子系统受到的扰动进行补偿的情形。在该情形中，第一补偿电压确定模块为底盘补偿电压确定模块91，第一扰动补偿模块为底盘扰动补偿模块92。
图11-12描述了利用底盘的机电控制子系统中的反馈信号对转盘的机电控制子系统受到的扰动进行补偿的情形。在该情形中，第一补偿电压确定模块为转盘补偿电压确定模块93，第一扰动补偿模块为转盘扰动补偿模块94。
控制装置还可以在利用转盘的机电控制子系统中的反馈信号对底盘的机电控制子系统受到的扰动进行补偿的同时，利用底盘的机电控制子系统中的反馈信号对转盘的机电控制子系统受到的扰动进行补偿。在该情形中，若第一补偿电压确定模块为底盘补偿电压确定模块91，第一扰动补偿模块为底盘扰动补偿模块92，则第二补偿电压确定模块为转盘补偿电压确定模块93，第二扰动补偿模块为转盘扰动补偿模块94，或者，若第一补偿电压确定模块为转盘补偿电压确定模块93，第一扰动补偿模块为转盘扰动补偿模块94，则第二补偿电压确定模块为底盘补偿电压确定模块91，第二扰动补偿模块为底盘扰动补偿模块92。
图9为本公开自动引导运输车的控制装置一些实施例的示意图。如图9所示，自动引导运输车控制装置可包括底盘补偿电压确定模块91和底盘扰动补偿模块92。
底盘补偿电压确定模块91用于根据转盘的机电控制子系统中的反馈信号确定底盘补偿电压。
底盘扰动补偿模块92用于利用底盘补偿电压对底盘的机电控制子系统受到的扰动进行补偿。
在一些实施例中，底盘扰动补偿模块92用于利用底盘补偿电压，对底盘的机电控制子系统中的机电模块的输入电压进行补偿。当底盘具有多个驱动轮时，利用每个驱动轮的补偿电压，对底盘的机电控制子系统中相应驱动轮的机电模块的输入电压进行补偿。
在一些实施例中，当底盘具有例如左驱动轮和右驱动轮时，底盘补偿电压包括左驱动轮的补偿电压和右驱动轮的补偿电压。
基于本公开上述实施例提供的自动引导运输车控制装置，通过利用转盘和底盘之间的耦合关系，利用转盘的机电控制子系统中的反馈信号对底盘的机电控制子系统受到的扰动进行补偿，从而实现转盘和底盘运动的高精度控制。
图10为本公开自动引导运输车的控制装置另一些实施例的示意图。与图9所示实施例相比，在图10中，当底盘具有例如左驱动轮和右驱动轮时，底盘扰动补偿模块92包括 左驱补偿单元921和右驱补偿单元922。
左驱补偿单元921用于利用左驱动轮的补偿电压，对底盘的机电控制子系统中左驱动轮机电模块的输入电压进行补偿。
右驱补偿单元922用于利用右驱动轮的补偿电压，对底盘的机电控制子系统中右驱动轮机电模块的输入电压进行补偿。
此外，在图10所示实施例中，底盘补偿电压确定模块91包括诱导力矩确定单元911、转盘作用力矩确定单元912和补偿电压确定单元913。
诱导力矩确定单元911用于根据转盘的机电控制子系统中反馈信号确定诱导力矩τ g。
在一些实施例中，转盘的机电控制子系统中的反馈信号为转盘转动角速度ω g；
诱导力矩τ g与转盘转动角加速度dω g/dt成正比。例如，可采用上述公式(1)进行计算。
转盘作用力矩确定单元912用于根据诱导力矩τ g确定转盘作用在底盘驱动轮上的力矩τ w。
可选地，力矩τ w与诱导力矩τ g成正比。例如，可采用上述公式(2)进行计算。
补偿电压确定单元913用于根据力矩τ w和底盘的每个驱动轮的转动角速度ω确定相应驱动轮的补偿电压u。当底盘具有例如左驱动轮和右驱动轮时，根据力矩τ w和左驱动轮的转动角速度ω l确定左驱补偿电压u l，根据力矩τ w和右驱动轮的转动角速度ω r确定右驱补偿电压u r。
例如，可采用上述公式(3)、(4)计算左驱补偿电压u l和右驱补偿电压u r。
图11为本公开自动引导运输车的控制装置又一些实施例的示意图。自动引导运输车控制装置包括或者在图9或图10所示实施例的基础上还包括转盘补偿电压确定模块93和转盘扰动补偿模块94。
转盘补偿电压确定模块93用于根据底盘的机电控制子系统中的反馈信号确定转盘补偿电压。
转盘扰动补偿模块94用于利用转盘补偿电压对转盘的机电控制子系统受到的扰动进行补偿。
在一些实施例中，转盘扰动补偿模块具体利用转盘补偿电压，对转盘的机电控制子系统中转盘机电模块的输入电压进行补偿。
图12为本公开自动引导运输车的控制装置又一些实施例的示意图。与图11所示实施例相比，在图12中，盘补偿电压确定模块93包括绝对角速度确定单元931、底盘作用力 矩确定单元932和转盘补偿电压确定单元933。
绝对角速度确定单元931用于根据底盘的机电控制子系统中的反馈信号确定底盘转动的绝对角速度ω c。
在一些实施例中，底盘的机电控制子系统中的反馈信号包括底盘的机电控制子系统中右驱动轮转动角速度ω r和左驱动轮转动角速度ω l。
可选地，绝对角速度ω c与右驱动轮转动角速度ω r减左驱动轮转动角速度ω l的差值正比。例如，可采用上述公式(5)计算绝对角速度ω c。
底盘作用力矩确定单元932用于根据底盘转动的绝对角加速度dω c/dt确定底盘作用在转盘上的力矩τ c。
可选地，力矩τ c与底盘转动的绝对角加速度dω c/dt成正比。例如，可采用上述公式(6)计算力矩τ c。
转盘补偿电压确定单元933用于根据力矩τ c和转盘的转动角速度ω g确定转盘补偿电压u g。
例如，可利用上述公式(7)计算转盘补偿电压u g。
上述各个实施例的模块、单元能够由自动引导运输车控制装置的处理器执行相应动作来实现。
图13为本公开自动引导运输车的控制装置又一些实施例的示意图。如图13所示，自动引导运输车控制装置包括存储器1301和处理器1302。
存储器1301用于存储指令，处理器1302耦合到存储器1301，处理器1302被配置为基于存储器存储的指令执行实现如图4、图5、图7、图8中任一实施例涉及的方法。
如图13所示，配送机器人控制装置还包括通信接口1303，用于与其它设备进行信息交互。同时，该装置还包括总线1304，处理器1302、通信接口1303、以及存储器1301通过总线1304完成相互间的通信。
存储器1301可以包含高速RAM存储器，也可还包括非易失性存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。存储器1301也可以是存储器阵列。存储器1301还可能被分块，并且块可按一定的规则组合成虚拟卷。
此外，处理器1302可以是一个中央处理器CPU，或者可以是专用集成电路ASIC(Application Specific Integrated Circuit)，或者是被配置成实施本公开实施例的一个或多个集成电路。
图14为本公开自动引导运输车一些实施例的示意图。如图14所示，自动引导运输车 1401中包括控制装置1402，其中控制装置1402为图9-图13中任一实施例涉及的自动引导运输车控制装置。
此外，本公开还涉及一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质例如是非易失性的存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机指令，指令被处理器执行时实现如图4、图5、图7、图8中任一实施例涉及的方法。
下面通过一个具体示例对本公开的自动引导运输车前馈解耦控制进行具体说明。
如图15所示，诱导力矩确定单元根据转盘的机电控制子系统中的反馈信号ω g确定诱导力矩τ g，转盘作用力矩确定单元根据诱导力矩τ g确定转盘作用在底盘驱动轮上的力矩τ w，补偿电压确定单元，用于根据所述力矩τ w和左驱动轮的转动角速度ω l确定左驱补偿电压u l，根据所述力矩τ w和右驱动轮的转动角速度ω r确定右驱补偿电压u r。在左驱控制支路上，将左驱补偿电压u l与控制器输出的电压值相加，并将所得到的和提供给左驱动轮机电模块，以便控制左驱动轮的转动角速度ω l。在右驱控制支路上，将右驱补偿电压u r与控制器输出的电压值相加，并将所得到的和提供给右驱动轮机电模块，以便控制右驱动轮的转动角速度ω r。
此外，绝对角速度确定单元根据底盘的机电控制子系统中的反馈信号确定底盘转动的绝对角速度ω c。底盘的机电控制子系统中的反馈信号包括底盘的机电控制子系统中右驱动轮转动角速度ω r和左驱动轮转动角速度ω l。底盘作用力矩确定模块根据底盘转动的绝对角加速度dω c/dt确定底盘作用在转盘上的力矩τ c，转盘补偿电压确定单元根据力矩τ c和转盘的转动角速度ω g确定转盘补偿电压u g。通过将转盘补偿电压u g与控制器输出的电压值相加，并将所得到的和提供给转盘机电模块，以便控制转盘转动角速度ω g。
本公开通过将转盘的机电控制子系统和底盘的机电控制子系统的受力关系进行耦合，并将每个子系统中的反馈量引入到另一子系统中，通过对各子系统的真实受力扰动进行补偿，从而实现转盘运动和底盘运动的高精度控制。
本领域内的技术人员应明白，本公开的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本公开可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本公开可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用非瞬时性存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本公开是参照根据本公开实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流 程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
本公开的描述是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本公开限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显然的。选择和描述实施例是为了更好说明本公开的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本公开从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

Claims (25)

  1. 一种自动引导运输车的控制方法，包括：
    根据第一控制子系统中的反馈信号确定第一补偿电压；
    利用所述第一补偿电压对第二控制子系统受到的扰动进行补偿；
    其中，第一控制子系统为转盘和底盘的机电控制子系统中的一个，第二控制子系统为转盘和底盘的机电控制子系统中的另一个。
  2. 根据权利要求1所述的控制方法，其中，对第二控制子系统受到的扰动进行补偿包括：
    利用所述第一补偿电压，对所述第二控制子系统中的机电模块的输入电压进行补偿。
  3. 根据权利要求2所述的控制方法，其中，所述底盘具有多个驱动轮，所述第一补偿电压包括每个驱动轮的补偿电压，对第二控制子系统受到的扰动进行补偿包括：
    利用每个驱动轮的补偿电压，对所述底盘的机电控制子系统中相应驱动轮的机电模块的输入电压进行补偿。
  4. 根据权利要求1所述的控制方法，其中，第一控制子系统为转盘的机电控制子系统，第二控制子系统为底盘的机电控制子系统，确定第一补偿电压包括：
    根据转盘的机电控制子系统中的反馈信号确定诱导力矩τ g；
    根据所述诱导力矩τ g确定转盘作用在底盘驱动轮上的力矩τ w；
    根据所述力矩τ w和底盘的每个驱动轮的转动角速度ω确定相应驱动轮的补偿电压u。
  5. 根据权利要求4所述的控制方法，其中，
    所述转盘的机电控制子系统中的反馈信号为转盘转动角速度ω g；
    所述诱导力矩τ g与转盘的转动角加速度dω g/dt成正比。
  6. 根据权利要求4所述的控制方法，其中，
    所述力矩τ w与所述诱导力矩τ g成正比。
  7. 根据权利要求4所述的控制方法，其中，所述底盘具有左驱动轮和右驱动轮，所述左驱动轮的补偿电压u l与所述右驱动轮的补偿电压u r互为相反数。
  8. 根据权利要求1所述的控制方法，其中，第一控制子系统为底盘的机电控制子系统，第二控制子系统为转盘的机电控制子系统，确定第一补偿电压包括：
    根据底盘的机电控制子系统中的反馈信号确定底盘转动的绝对角速度ω c；
    根据底盘转动的绝对角加速度dω c/dt确定底盘作用在转盘上的力矩τ c；
    根据所述力矩τ c和转盘的转动角速度ω g确定转盘补偿电压u g。
  9. 根据权利要求8所述的控制方法，其中，所述底盘具有左驱动轮和右驱动轮，
    所述底盘的机电控制子系统中的反馈信号包括所述底盘的机电控制子系统中右驱动轮转动角速度ω r和左驱动轮转动角速度ω l；
    所述绝对角速度ω c与右驱动轮转动角速度ω r减左驱动轮转动角速度ω l的差值正比。
  10. 根据权利要求8所述的控制方法，其中，
    所述力矩τ c与底盘转动的绝对角加速度dω c/dt成正比。
  11. 根据权利要求1所述的控制方法，还包括：
    根据第二控制子系统中的反馈信号确定第二补偿电压；
    利用所述第二补偿电压对所述第一控制子系统受到的扰动进行补偿。
  12. 一种自动引导运输车的控制装置，包括：
    第一补偿电压确定模块，用于根据第一控制子系统中的反馈信号确定第一补偿电压；以及，
    第一扰动补偿模块，用于利用所述第一补偿电压对第二控制子系统受到的扰动进行补偿；
    其中，第一控制子系统为转盘和底盘的机电控制子系统中的一个，第二控制子系统为转盘和底盘的机电控制子系统中的另一个。
  13. 根据权利要求12所述的控制装置，其中，
    所述第一扰动补偿模块，用于利用所述第一补偿电压，对所述第二控制子系统中的机电模块的输入电压进行补偿。
  14. 根据权利要求13所述的控制装置，其中，所述底盘具有多个驱动轮，所述第一补偿电压包括每个驱动轮的补偿电压，
    所述第一扰动补偿模块，用于利用每个驱动轮的补偿电压，对所述底盘的机电控制子系统中相应驱动轮的机电模块的输入电压进行补偿。
  15. 根据权利要求12所述的控制装置，其中，第一控制子系统为转盘的机电控制子系统，第二控制子系统为底盘的机电控制子系统，第一补偿电压确定模块包括：
    诱导力矩确定单元，用于根据转盘的机电控制子系统中反馈信号确定诱导力矩τ g；
    转盘作用力矩确定单元，用于根据所述诱导力矩τ g确定转盘作用在底盘驱动轮上的力矩τ w；以及
    补偿电压确定单元，用于根据所述力矩τ w和底盘的每个驱动轮的转动角速度ω确定相应驱动轮的补偿电压u。
  16. 根据权利要求15所述的控制装置，其中
    所述转盘的机电控制子系统中的反馈信号为转盘转动角速度ω g；
    所述诱导力矩τ g与转盘转动角加速度dω g/dt成正比。
  17. 根据权利要求15所述的控制装置，其中
    所述力矩τ w与所述诱导力矩τ g成正比。
  18. 根据权利要求15所述的控制装置，其中，所述底盘具有左驱动轮和右驱动轮时，所述左驱动轮的补偿电压u l与所述右驱动轮的补偿电压u r互为相反数。
  19. 根据权利要求12所述的控制装置，其中，第一控制子系统为底盘的机电控制子系统，第二控制子系统为转盘的机电控制子系统，第一补偿电压确定模块包括：
    绝对角速度确定单元，用于根据底盘的机电控制子系统中的反馈信号确定底盘转动的绝对角速度ω c；
    底盘作用力矩确定单元，用于根据底盘转动的绝对角加速度dω c/dt确定底盘作用在转盘上的力矩τ c；
    转盘补偿电压确定单元，用于根据所述力矩τ c和转盘的转动角速度ω g确定转盘补偿电压u g。
  20. 根据权利要求19所述的控制装置，其中，所述底盘具有左驱动轮和右驱动轮，
    所述底盘的机电控制子系统中的反馈信号包括所述底盘的机电控制子系统中右驱动轮转动角速度ω r和左驱动轮转动角速度ω l；
    所述绝对角速度ω c与右驱动轮转动角速度ω r减左驱动轮转动角速度ω l的差值正比。
  21. 根据权利要求19所述的控制装置，其中，
    所述力矩τ c与底盘转动的绝对角加速度dω c/dt成正比。
  22. 根据权利要求12所述的控制装置，还包括：
    第二补偿电压确定模块，用于根据第二控制子系统中的反馈信号确定第二补偿电压；以及
    第二扰动补偿模块，用于利用所述第二补偿电压对所述第一控制子系统受到的扰动进行补偿。
  23. 一种自动引导运输车的控制装置，包括：
    存储器，用于存储指令；
    处理器，耦合到所述存储器，所述处理器被配置为基于所述存储器存储的指令执行实现如权利要求1-11中任一项所述的控制方法。
  24. 一种自动引导运输车，包括如权利要求12-23中任一项所述的自动引导运输车的控制装置。
  25. 一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述指令被处理器执行时实现如权利要求1-11中任一项所述的控制方法。
PCT/CN2017/119009 2017-03-28 2017-12-27 自动引导运输车的控制方法、装置和自动引导运输车 Ceased WO2018176945A1 (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US16/491,101 US11225260B2 (en) 2017-03-28 2017-12-27 Control method and device for automated guided vehicle, and automated guided vehicle

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710189771.3A CN106909155B (zh) 2017-03-28 2017-03-28 自动引导运输车控制方法、装置和自动引导运输车
CN201710189771.3 2017-03-28

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2018176945A1 true WO2018176945A1 (zh) 2018-10-04

Family

ID=59195715

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/CN2017/119009 Ceased WO2018176945A1 (zh) 2017-03-28 2017-12-27 自动引导运输车的控制方法、装置和自动引导运输车

Country Status (3)

Country Link
US (1) US11225260B2 (zh)
CN (1) CN106909155B (zh)
WO (1) WO2018176945A1 (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106909155B (zh) 2017-03-28 2019-07-30 北京京东尚科信息技术有限公司 自动引导运输车控制方法、装置和自动引导运输车
CN112256036B (zh) * 2020-11-03 2024-02-06 浙江国自机器人技术股份有限公司 一种底盘运行控制方法、系统、装置和agv小车
CN112224037A (zh) * 2020-11-09 2021-01-15 苏州罗伯特木牛流马物流技术有限公司 同侧双舵轮驱动 agv的同步控制系统及方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201741038U (zh) * 2010-05-24 2011-02-09 三一重型装备有限公司 一种梭车行驶控制系统及梭车
JP2013249008A (ja) * 2012-06-01 2013-12-12 Murata Machinery Ltd 走行車
CN104326242A (zh) * 2014-09-05 2015-02-04 昆明七零五所科技发展总公司 一种轨道穿梭车运行方向的控制方法及其控制装置
CN104386400A (zh) * 2014-09-25 2015-03-04 南京航空航天大学 十字穿梭式有轨输送车及控制方法
CN106527447A (zh) * 2016-12-15 2017-03-22 合肥捷曼信息科技有限公司 一种基于激光传感器的穿梭车控制方法
CN106909155A (zh) * 2017-03-28 2017-06-30 北京京东尚科信息技术有限公司 自动引导运输车控制方法、装置和自动引导运输车

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4498038A (en) * 1983-02-15 1985-02-05 Malueg Richard M Stabilization system for soft-mounted platform
US7740099B2 (en) * 1999-06-04 2010-06-22 Segway Inc. Enhanced control of a transporter
US6263160B1 (en) * 1999-06-11 2001-07-17 Wescam Inc. Stabilized platform systems for payloads
US6273237B1 (en) * 1999-11-10 2001-08-14 Pri Automation, Inc. Rotating shuttle payload platform
JP3870911B2 (ja) * 2003-02-10 2007-01-24 日産自動車株式会社 車線逸脱防止装置
US7350613B2 (en) * 2004-03-31 2008-04-01 Jervis B. Webb Company Transport with rotatable load and safety bumper
CN101604172B (zh) * 2009-04-23 2012-08-22 上海交通大学 基于解耦多坐标系统锁相环的电压控制方法
CN202499280U (zh) 2011-12-29 2012-10-24 湖北易瓦特科技有限公司 无人机自稳定云台
JP5955037B2 (ja) * 2012-03-07 2016-07-20 三菱電機株式会社 アクチュエータ駆動装置
US9789960B2 (en) * 2015-01-14 2017-10-17 Raymond Hoheisel Payload orientation control and stabilization
CA2994823A1 (en) * 2015-08-03 2017-02-09 Board Of Regents Of The University Of Nebraska Robotic surgical devices, systems and related methods
CN105571589A (zh) * 2015-09-29 2016-05-11 洛阳博智自动控制技术有限公司 一种agv小车路线自动校正方法
CN105242668A (zh) * 2015-10-19 2016-01-13 广州市远能物流自动化设备科技有限公司 圆盘驱动总成和无人搬运车
CN107922056B (zh) * 2016-02-26 2021-03-23 深圳市大疆灵眸科技有限公司 用于稳定负载的方法和系统
CN106003039B (zh) * 2016-06-20 2018-01-23 南京航空航天大学 可正交双向运动的变结构移动机器人及其控制方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201741038U (zh) * 2010-05-24 2011-02-09 三一重型装备有限公司 一种梭车行驶控制系统及梭车
JP2013249008A (ja) * 2012-06-01 2013-12-12 Murata Machinery Ltd 走行車
CN104326242A (zh) * 2014-09-05 2015-02-04 昆明七零五所科技发展总公司 一种轨道穿梭车运行方向的控制方法及其控制装置
CN104386400A (zh) * 2014-09-25 2015-03-04 南京航空航天大学 十字穿梭式有轨输送车及控制方法
CN106527447A (zh) * 2016-12-15 2017-03-22 合肥捷曼信息科技有限公司 一种基于激光传感器的穿梭车控制方法
CN106909155A (zh) * 2017-03-28 2017-06-30 北京京东尚科信息技术有限公司 自动引导运输车控制方法、装置和自动引导运输车

Also Published As

Publication number Publication date
CN106909155A (zh) 2017-06-30
US11225260B2 (en) 2022-01-18
US20200017113A1 (en) 2020-01-16
CN106909155B (zh) 2019-07-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US12420413B2 (en) Dynamic target tracking method, robot and computer-readable storage medium
Simetti et al. Floating underwater manipulation: Developed control methodology and experimental validation within the trident project
Seelinger et al. Automatic visual guidance of a forklift engaging a pallet
Tamba et al. A path following control of an unmanned autonomous forklift
CN105900027B (zh) 轨迹控制装置
Lu et al. Adaptive coordinated control of uncertain free-floating space manipulators with prescribed control performance
CN108614426A (zh) 一种基于干扰观测器的多移动机器人编队鲁棒控制方法
CN110968088B (zh) 车辆控制参数的确定方法、装置、车载控制器和无人车
JP2021503334A5 (zh)
WO2018176945A1 (zh) 自动引导运输车的控制方法、装置和自动引导运输车
US20230096493A1 (en) Methods and Systems for Trajectory Planning of a Vehicle
CN104104280A (zh) 电机控制装置
CN106970621A (zh) 搬运机器人运行控制方法、装置及机器人
CN107031741B (zh) 车体位姿校正方法及装置
Qu et al. Adaptive neural network visual servoing of dual-arm robot for cyclic motion
US20220297293A1 (en) Dynamic torque saturation limits for robot actuator(s)
Orman et al. An Adaptive-Fuzzy Fractional-Order Sliding Mode Controller Design for an Unmanned Vehicle.
Zhang et al. Trajectory tracking of autonomous ground vehicles with actuator dead zones
CN101995846B (zh) 移动体系统和移动体的到位判定方法
CN114734437B (zh) 机器人关节控制方法及装置
Mazur et al. Implementation of factitious force method for control of 5R manipulator with skid-steering platform REX
CN112838462B (zh) 控制移动设备与充电接口连接的方法、装置、系统和介质
Yu Lwin et al. Obstacle‐responsive navigation scheme of a wheeled mobile robot based on look‐ahead control
CN116224989A (zh) 一种agv的轨迹跟踪方法及agv
Singh et al. Localization of the Closed-Loop Differential Drive Mobile Robot Using Wheel Odometry

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 17903207

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

32PN Ep: public notification in the ep bulletin as address of the adressee cannot be established

Free format text: NOTING OF LOSS OF RIGHTS PURSUANT TO RULE 112(1) EPC (EPO FORM 1205A DATED 23/01/2020)

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 17903207

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1