[发明专利]一种集装箱搬运机器人轨迹控制方法

权利要求书

1.一种集装箱搬运机器人轨迹控制方法，其特征在于，该方法的具体步骤是：

步骤(1)按照如下方式建立XOY直角坐标系：以集装箱正中心为原点O，过原点O以水平向右为X轴正方向，以水平向前为Y轴正方向；

记主搬运机器人的四个舵轮分别为1、2、3、4，记从搬运机器人的四个舵轮分别为5、6、7、8；其中1、2、5、6号轮与X轴垂直距离为d₁，与Y轴垂直距离为d₄；3、4、7、8号轮与X轴垂直距离为d₂，与Y轴垂直距离为d₃；记相机在Y轴方向上与原点O的距离为L₂；

步骤(2)使用安装在主搬运机器人上的相机拍摄一张前方车道线图像并通过高速Ethernet接口传输给控制系统；

步骤(3)控制系统接收车道线图像后，对车道线类型进行判断，针对判断出的直线、折线和曲线三种不同车道线类型，控制系统会制定不同的控制策略；具体如下：

①车道线判定为直线；该情形下，对于搬运机器人的轨迹控制方法较为简单，通过控制主从搬运机器人的8个舵轮速度相同，打角沿Y轴正方向竖直向前即可控制主从搬运机器人沿直线行进；

②车道线判定为折线；该情形下，控制系统计算出相机在沿Y轴正方向上与折线拐点A的距离L₁和折线夹角α；过折线夹角作角平分线与X轴相交于点O₁，点O₁即为搬运机器人做圆弧运动绕过折线轨迹的圆心，r为圆弧运动的半径；

记线段OO₁的长度为L₃，在三角形AOO₁中，存在如下关系：

计算得到L₃的长度；在此基础上，便可以计算得到1-4号轮的转弯半径和打角，具体计算公式如下：

同理可以计算出5-8号轮的转弯半径和打角为：

r₅＝r₁，r₆＝r₂，r₇＝r₃，r₈＝r₄

α₅＝α₁，α₆＝α₂，α₇＝α₃，α₈＝α₄

由于1-8号轮的速度与其转弯半径成正比，因此可以得到1-8号轮的速度关系为：

v₁:v₂:v₃:v₄:v₅:v₆:v₇:v₈＝r₁:r₂:r₃:r₄:r₅:r₆:r₇:r₈

③车道线判定为曲线；该情形下，控制系统计算出曲线上某一点A在XOY坐标系中的坐标为(x₁,y₁)，过A作线段AO，过线段AO的中点作中垂线BO₁与X轴交于点O₁，其中∠OBO₁为直角，线段BO₁方程为：

令x＝0，即可计算出线段OO₁的长度，记为L₃，该长度即为搬运机器人做圆弧运动至点A的圆弧半径r；在此基础上，便可以计算得到1-4号轮的转弯半径和打角，具体计算公式如下：

同理可以计算出5-8号轮的转弯半径和打角为：

r₅＝r₁，r₆＝r₂，r₇＝r₃，r₈＝r₄

α₅＝α₁，α₆＝α₂，α₇＝α₃，α₈＝α₄

由于1-8号轮的速度与其转弯半径成正比，得到1-8号轮的速度关系为：

v₁:v₂:v₃:v₄:v₅:v₆:v₇:v₈＝r₁:r₂:r₃:r₄:r₅:r₆:r₇:r₈

步骤(4)主搬运机器人根据计算出的四个舵轮速度和打角参数进行控制，同时将从搬运机器人的四个舵轮速度和打角参数通过无线扩频模块发送给从搬运机器人，从搬运机器人根据接收到的舵轮速度和打角参数进行控制，从而实现主从双搬运机器人的协同控制。