一种基于麦克纳姆轮的四驱AGV小车差速直线行驶姿态调整方法.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CN110320906A(43)申请公布日2019.10.11(21)申请号201910386694.X(22)申请日2019.05.09(71)申请人重庆大学地址400044重庆市沙坪坝区沙坪坝正街174号(72)发明人王静静王思雨陈帅柯赵柄权林景栋(74)专利代理机构北京同恒源知识产权代理有限公司11275代理人赵荣之(51)Int.Cl.G05D1/02(2006.01)权利要求书5页说明书11页附图3页(54)发明名称一种基于麦克纳姆轮的四驱AGV小车差速直线行驶姿态调整方法(57)摘要本发明涉及一种基于麦克纳姆轮的四驱AGV小车差速直线行驶姿态调整方法，属于自动引导车控制技术领域。该方法包括以下步骤：S1：构建AGV车身姿态检测模型，用于实现对行驶过程中的车身姿态检测；S2：构建基于麦克纳姆轮的四驱AGV车身姿态矫正运动模型；S3：进行基于麦克纳姆轮的四驱AGV车身矫正控制。本方法能对基于麦克纳姆轮的四驱AGV小车的循迹运动进行更加实时、准确、有效的控制；在小车进行车姿矫正时，其矫正时间、矫正时间内前进的距离和开始矫正的偏移角度可以按照运行要求进行控制，从而保证AGV小车安全、高效的运行，大大地提高生产效率。CN110320906ACN110320906A权利要求书1/5页1.一种基于麦克纳姆轮的四驱AGV小车差速直线行驶姿态调整方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：S1：构建AGV车身姿态检测模型，用于实现对行驶过程中的车身姿态检测；S2：构建基于麦克纳姆轮的四驱AGV车身姿态矫正运动模型；S3：进行基于麦克纳姆轮的四驱AGV车身矫正控制。2.根据权利要求1所述的一种基于麦克纳姆轮的四驱AGV小车差速直线行驶姿态调整方法，其特征在于：在步骤S1中，所述AGV车身姿态检测模型构建如下：第i时刻，长为a宽为b的AGV小车沿磁条前进，在前进过程中通过安装在前后两侧的磁导航传感器进行车身姿态检测；其具体检测方法为磁传感器有8位输出，当传感器的某部分位于磁条上方时，该传感器会有对应的信号输出，则车身前后可以得到两个信号输出，代表了车身前沿和后沿有确定的两部分正位于磁条上方，两点确定唯一的一条直线；假设车身前方磁导航传感器位于磁条上方的部分距离传感器中心点的距离为d1，后沿磁导航传感器位于磁条上方的部分距离传感器中心点的距离为d2，前沿磁导航传感器中心点到中心线与该直线交点的距离为d3，则由三角形相似定理可得则可得进一步求得AGV车身偏移角3.根据权利要求2所述的一种基于麦克纳姆轮的四驱AGV小车差速直线行驶姿态调整方法，其特征在于：在步骤S2中，所述构建基于麦克纳姆轮的四驱AGV车身姿态矫正运动模型具体包括：1)在车姿开始矫正时刻：长为a宽为b的AGV小车沿着磁条向前方行驶，小车四个车轮的转速分别为VA0、VB0、VC0和VD0；当小车正常行驶时，四个车轮的速度大小相等，且按照设定速度运行；以向右为正方向，当检测到小车偏移一定角度θ0时，小车开始进行姿态调整；将AGV小车的运动抽象为AGV小车四个顶点A点、B点、C点和D点的独立运动，通过A、B、C、D四点之间的约束关系求出各自的速度，进而合成出AGV小车的合运动，得出四个轮在车姿矫正过程中的目标转速；2)第i时刻：假设A、B、C、D四点速度大小分别为VA、VBi、VCi和VDi，其中A点速度大小不变为VA，四点速度方向与正方向的夹角分别为θ1i、θ2i、θ3i和θ4i，则四点速度分解为X轴和Y轴的分速度，如下所示：A点：B点：C点：D点：设定磁导航传感器采样周期为ΔT，则不同的采样周期内得到对应的不同车身偏向角θi；在每一个采样周期内，保持矫正期间的基准速度VA大小不变，由于在不同的采样周期内车身偏向角是变化的，因此B、C、D三点速度的大小和方向要根据A、B、C、D四点之间速度的约2CN110320906A权利要求书2/5页束关系、基准速度VA的大小和当前的车身偏向角进行相应的调整。4.根据权利要求3所述的一种基于麦克纳姆轮的四驱AGV小车差速直线行驶姿态调整方法，其特征在于：进行A、B、C、D四点速度的调整和设定时间内完成AGV车姿矫正的具体方法如下：在第i时刻的采样周期内，A、B、C、D四点在平面内的位移满足：A点：B点：C点：D点：AGV车身的矫正通过迭代算法来实现，假设在整个调节过程中进行了n次调整，每次调整持续时间为ΔT，则每次调整过后的效果即是A、B、C、D四点在x轴和y轴上会有位移差，在对这些微小的位移差进行n次迭代，使得最终调整的结果满足AB两点和CD两点的连线垂直于磁条，AC两点和BD两点的连线平行于磁条，即满足下列关系：对上式进行化简得到：带入ΔyAi＝VAyiΔT，ΔyBi＝VB