多差速驱动单元AGV路径跟踪方法及设备、存储介质.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115963831A(43)申请公布日2023.04.14(21)申请号202211704517.X(22)申请日2022.12.29(71)申请人广东嘉腾机器人自动化有限公司地址528311广东省佛山市顺德区杏坛镇德进路2号(72)发明人陶茂林吴伟健(74)专利代理机构广州嘉权专利商标事务所有限公司44205专利代理师叶洁勇(51)Int.Cl.G05D1/02(2020.01)权利要求书2页说明书11页附图6页(54)发明名称多差速驱动单元AGV路径跟踪方法及设备、存储介质(57)摘要本发明公开了一种多差速驱动单元AGV路径跟踪方法及设备、存储介质，方法包括:根据AGV车体与路径之间的距离偏差和角度偏差，对AGV车体下每个驱动单元进行修正，得到速度矢量，再根据每个驱动单元自身的转角偏差，对各自驱动单元进行修正，得到驱动坐标系的旋转角速度，建立差速驱动单元的运动学关系，检验修正得到精确度高、误差少的每个驱动单元的左右驱动轮的设定速度。本发明针对采用无轨导航的多差速驱动单元结构的AGV，提供一种简单可靠且通用性强的路径跟踪控制方法。建立驱动单元的驱动坐标系，不依赖于驱动单元的布局，可使AGV以任意姿态角沿路径运动，可扩展至采用两个以上或任意多个差速驱动单元的AGV。CN115963831ACN115963831A权利要求书1/2页1.一种多差速驱动单元AGV路径跟踪方法，其特征在于，包括：建立全局坐标系，根据选取的AGV参考点，建立车体坐标系，在所述车体坐标系下，获取各驱动单元的回转中心点，根据所述回转中心点，建立驱动坐标系；获取AGV跟踪的路径，根据所述AGV参考点，获得在路径上的正交投影点，根据所述路径、正交投影点和AGV参考点，获得当前AGV的距离偏差和角度偏差；将AGV的运动分解，根据AGV所设目标速度，修正所述距离偏差和角度偏差，得到各驱动单元的平移矢量和旋转矢量，根据所述平移矢量和旋转矢量，得到各回转中心点的速度矢量；根据所述速度矢量和所设目标速度，获得各驱动单元的设定转角；获取各驱动单元当前的实际转角，根据所述设定转角和实际转角，修正获得的各驱动单元的转角偏差，得到各驱动单元的驱动坐标系的旋转角速度；建立差速驱动单元的运动学关系，根据所述运动学关系、所设目标速度、速度矢量和驱动坐标系的旋转角速度，检验修正获得的各驱动单元左右驱动轮的速度，得到各驱动单元左右驱动轮的设定速度。2.根据权利要求1所述的一种多差速驱动单元AGV路径跟踪方法，其特征在于，所述驱动坐标系的建立过程具体包括：选取AGV车体几何中心为AGV参考点，以所述AGV参考点为坐标原点，建立车体坐标系xoy，x轴为AGV的前进方向，y轴指向车体的左侧；在车体坐标系xoy下，以所述回转中心点pi为坐标原点，建立驱动坐标系x′piy′，x′轴垂直于该驱动单元的轮轴指向车体前方，y′轴沿轮轴指向车体左侧，其中，i为驱动单元的数量。3.根据权利要求1所述的一种多差速驱动单元AGV路径跟踪方法，其特征在于，所述当前AGV的距离偏差和角度偏差的获得过程具体包括：所述AGV参考点至正交投影点的距离为当前AGV的距离偏差；获取在所述正交投影点处的切向角θf，AGV在全局坐标系下的方向角θ和AGV沿着路径运动时相对于路径切向的目标姿态角θd；根据所述切向角θf、方向角θ和目标姿态角θd，通过角度偏差计算公式：θe＝θ‑(θf+θd)，计算出当前AGV的角度偏差θe。4.根据权利要求3所述的一种多差速驱动单元AGV路径跟踪方法，其特征在于，所述平移矢量的获得过程具体包括：AGV的运动分解为平移运动和旋转运动，则将各驱动单元的回转中心点处的速度矢量分解为平移矢量和旋转矢量；以所述距离偏差de为零时的平移运动的方向为各驱动单元的平移矢量的参考方向φf，则φf＝‑θd；令所有驱动单元绕各回转中心点旋转修正角度Δφt，利用纯比例反馈控制算法计算Δφt：Δφt＝‑ktde，其中kt为大于零的比例系数；根据所述参考方向φf和修正角度Δφt，计算出各驱动单元的平移矢量的方向φt，并T根据所设目标速度vf，得到各回转中心点的平移矢量Vt＝[vfcosφtvfsinφt0]。5.根据权利要求4所述的一种多差速驱动单元AGV路径跟踪方法，其特征在于，所述旋2CN115963831A权利要求书2/2页转矢量的获得过程具体包括：以所述角度偏差θe为零时的AGV参考点的旋转角速度为各驱动单元的参考旋转角速度ωf，则ωf＝vfk；令AGV车体绕所述AGV参考点以修正角速度Δωr旋转，利用纯比例反馈控制算法计算Δωr：Δωr＝‑krθe，其中kr为大于零的比例系数；根据所述参考旋转角速度ωf和修正角速度Δωr，计算出各驱动单元的旋转角速度ω