[发明专利]一种基于B样条曲线的AGV运动控制方法

说明书

本发明公开了一种基于B样条曲线的AGV运动控制方法，包括如下步骤：（1）根据实际需求，规划AGV必须经过的行止站点；（2）通过行止站点反解控制点；（3）由控制点计算得到B样条参数方程,B样条为三阶B样条；（4）用B样条参数方程表示AGV的行驶路径；（5）采用自适应参数更新算法，进行参数更新，得到实时变化的参考点；（6）结合AGV的实际位姿与期望位姿的误差，得到位姿误差；（7）考虑到实际的AGV的转动惯量，根据AGV行进路径的曲率调节车速v，并根据小车的车速调节角速率ω；（8）采用PID控制方法，消除位姿误差，控制AGV按期望路径运动。本发明基于B样条曲线的AGV运动控制方法，使得AGV行驶路径更光滑；AGV舵轮摆角均匀，AGV运动更平稳。

技术领域

本发明属于AGV导航领域，具体涉及一种基于B样条曲线的AGV运动控制方法。

背景技术

AGV（自动导向小车）运行过程中，由于一些系统固有的误差，如两驱动点解同步性不好，两驱动轮直径差异、减速器传动效果的差异及一些非系统误差，如车轮与地面发生滑动、装载货物重心偏移产生的惯性负载等情况的存在，即使小车最初运行时没有偏移，这些误差也会随着运行时间的增加而累积，导致小车发生偏移，所以，如何发现并纠正偏移是小车控制系统的首要任务。目前现有技术中有尝试采用 NURBS非均匀有理B样条（Non-Uniform Rational B-Splines）建模的方法对AGV进行控制。NURBS是一种优秀的建模方式，具体解释是：Non-Uniform(非均匀性）：是指一个控制顶点的影响力的范围能够改变。Rational(有理）：是指每个NURBS物体都可以用有理多项式形式表达式来定义。B-Spline(B样条）：是指用路线来构建一条曲线，在一个或更多的点之间以内插值替换的。但是这只是一种理论仿真，将其直接应用于AGV的运动控制时，会出现一些AGV运动不够平稳、路径不够光滑等问题，所以需要作出改进。

发明内容

因此，针对上述的问题，本发明提出一种基于B样条曲线的AGV运动控制方法，其算法简单且曲线拟合效果好。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为，本发明一种基于B样条曲线的AGV运动控制方法，包括如下步骤：

（1）根据实际需求，规划AGV必须经过的行止站点；

（2）通过所述行止站点反解控制点；

（3）由所述控制点计算得到B样条参数方程,所述B样条为三阶B样条；

（4）用所述B样条参数方程表示AGV的行驶路径；

（5）采用自适应参数更新算法，进行参数更新，得到实时变化的参考点；

（6）结合AGV的实际位姿与期望位姿的误差，得到位姿误差；

（7）考虑到实际的AGV的转动惯量，根据AGV行进路径的曲率调节车速v，并根据小车的车速调节角速率ω；

（8）采用PID控制方法，消除位姿误差，控制AGV按期望路径运动。

进一步地，本方法，控制点选择：首先选取AGV当前位置点作为第一个控制点，即前进或后退路径起始点；再于AGV当前前进或后退方向上选取一个靠近起始点的点作为第二个控制点；其次， 再结合AGV当前前进或后退方向与原目标点要求方向夹角的角平分线上，距离AGV一定距离处选取一点作为倒数第一个控制点，即终止点；再于角平分线上靠近终止点且靠近起始点一侧选取一点作为倒数第二个控制点；最后，选取第二个控制点与倒数第二个控制点间的中间点为新的一个控制点，或者根据需要选择此两点间的其他点作为新控制点。

进一步地，本方法，在步骤（8）之前考虑到实际过程中有响应时延，应用卡尔曼滤波以AGV当前位姿预测下几个周期的位姿。