一种麦克纳姆轮AGV的任意姿态导航方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110442136A(43)申请公布日2019.11.12(21)申请号201910738580.7(22)申请日2019.08.12(71)申请人北京特种机械研究所地址100143北京市海淀区西四环北路149号(72)发明人李远桥段三军刘文鹏黎成杰(74)专利代理机构中国兵器工业集团公司专利中心11011代理人王雪芬(51)Int.Cl.G05D1/02(2006.01)权利要求书2页说明书4页附图2页(54)发明名称一种麦克纳姆轮AGV的任意姿态导航方法(57)摘要本发明涉及一种麦克纳姆轮AGV的任意姿态导航方法，涉及AGV自动导航技术领域。本发明提出的麦克纳姆轮AGV的任意姿态导航方法，用于麦克纳姆轮AGV在规定路径上以任意姿态进行自动寻迹行驶，解决了麦克纳姆轮AGV在特定情况下需要以某种姿态沿规定路线行进的问题。同现有技术相比，本发明实现了麦克纳姆轮AGV以任意姿态沿规定路线行进，增加了麦克纳姆轮AGV应用模式。CN110442136ACN110442136A权利要求书1/2页1.一种麦克纳姆轮AGV的任意姿态导航方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、将导航轨迹贴于地面，使可被麦克纳姆轮AGV识别；S2、麦克纳姆轮AGV采集地面导航轨迹信息并沿导航路径寻迹前行；S3、麦克纳姆轮AGV在接收到要求按照一种规定姿态沿路径导航的指令后，进行车体位置、姿态的实时调整，并保持规定姿态沿导航路径寻迹前行。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S2中，还将麦克纳姆轮AGV自身所拥有的坐标系称之为车体坐标系；将导航轨迹自身所拥有的坐标系称之为路径坐标系；麦克纳姆轮AGV在行驶时能够利用纵移速度vy1、横移速度vx1与水平面旋转速度vω的矢量合成实现全向移动，其中纵移速度vy1与横移速度vx1的合成实现麦克纳姆轮AGV在水平面内的位置移动，水平面旋转速度vω1实现麦克纳姆轮AGV在水平面内的姿态变换。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤S2中，还规定纵移速度矢量与车体坐标系的纵坐标轴平行，即矢量处于车体坐标系y轴上；横移速度矢量与车体坐标系的横坐标轴平行，即矢量处于车体坐标系x轴上。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤S2中，给定沿路径坐标系的坐标轴方向的纵向移动速度vy2、横向移动速度vx2，使得麦克纳姆轮AGV沿导航轨迹行驶，其中只有一个速度为沿路径方向的主行驶速度，另一速度为正交调整速度。5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤S3中，麦克纳姆轮AGV在接收到要求按照一种规定姿态沿路径导航的指令后，利用速度分解合成算法进行车体位置、姿态的实时调整，并保持规定姿态沿导航路径寻迹前行。6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤S3中，利用速度分解合成算法进行车体位置、姿态的实时调整具体为：当车体坐标系的x轴正向与路径坐标系的x轴正向成0度夹角时，顺时针旋转车体坐标系，旋转角度为给定角度ω0，使得麦克纳姆轮AGV在导航轨迹上呈现预期姿态，那么就相当于纵向移动速度vy2、横向移动速度vx2分别对应的速度矢量在车体坐标系中逆时针旋转了给定角度ω0，将速度抽象于车体坐标系、路径坐标系中；假设纵移速度矢量在路径坐标系中为(0,y2)，横移速度矢量在路径坐标系中为(x2,0)；速度矢量的合成矢量在车体坐标系的横纵坐标轴上的正交分量就为麦克纳姆轮AGV的实际运行速度；的合成矢量在路径坐标系中的坐标即为(x2,y2)利用矢量旋转公式得到的合成矢量在车体坐标系中的坐标：y1＝y2cosω0+x2sinω0x1＝x2cosω0-y2sinω0由此得出麦克纳姆轮AGV应该被赋予的移动速度：vy1＝y2cosω0+x2sinω0vx1＝x2cosω0-y2sinω02CN110442136A权利要求书2/2页此时，麦克纳姆轮AGV以所述应该被赋予的移动速度实现车体位置、姿态的实时调整。7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S3中，麦克纳姆轮AGV接收上位机要求按照一种规定姿态沿路径导航的指令。8.如权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤S3中，利用速度分解合成算法进行车体位置、姿态的实时调整基于车体坐标系的x轴正向与路径坐标系的x轴正向成这种关系作出。9.如权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤S3中，利用速度分解合成算法进行车体位置、姿态的实时调整基于车体坐标系的x轴正向与路径坐标系的x轴正向成π这种关系作出。10.如权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤S3中，利用速度分解合成算法进行车体位置、姿态的实时调整基于车体坐标系的x轴正向与路径坐标系的x轴正向成这种关系作出。3CN110442136A说明书1/4页一种麦克纳姆轮AGV的任意姿态导航方