[发明专利]一种重载双舵轮AGV车体的运动控制方法、系统及装置

说明书

本发明涉及一种重载双舵轮AGV车体的运动控制方法、系统及装置，其通过修正车体的运动学模型的输入从而调整车体的运行，运动学模型的输入包括车体的转向电机输出的转向和车体的行走电机输出的速度；运动控制方法包括如下步骤：实时采集车体的实时位姿参数；在车体的路线轨迹上查找到与实时位姿参数相对应的参考位姿参数，并差值计算实时位姿参数和参考位姿参数之间的位姿偏差；根据位姿偏差修正转向和速度，修正后的转向和修正后的速度即为车体的运动学模型的修正后的输入。通过PID控制器和纯跟踪控制器共同作用得到车体两个舵轮的转向下发量；通过差速辅助控制得到两个舵轮的速度下发量，提高了车辆高速运行过程的稳定性。

技术领域

本发明涉及AGV自动控制领域，特别是涉及一种重载双舵轮AGV车体的运动控制方法、系统及装置。

背景技术

重载AGV，特别是卷料搬运AGV,由于载重大，一般采用背负式结构，只能进行高位举升动作，无法完成物料与生产线的直接对接，需要专用的中间设备完成相应的抬升及对接动作，在此意义上背负式AGV只能起到物料搬运的作用。采用堆高式双舵轮双定向轮的底盘结构，承载轮受力均匀，两组舵轮采用平行设计，并由舵轮桥连接，保证舵轮与地面接触，提高行走稳定性。传统AGV运动控制系统主要由纵向运动控制与横向运动控制组成，纵向运动控制主要通过加减速规划跟踪曲线目标速度，实现前进方向的位置跟踪；横向运动控制主要通过控制舵轮转向角实现垂直AGV行进方向的位置跟踪。

现有的AGV运动控制系统中，横向运动控制基本都是通过PID控制器进行控制调节。而单一的PID横向控制由于定位偏差，地面工况以及舵轮本身响应延时等因素存在抗干扰能力差，局部精度低，运行不平稳等缺点；同时，死板的纵向运动控制由于加减速时的轮子打滑也会对运行的平稳性以及精度造成不良影响。

发明内容

基于此，有必要针对现有技术中单一的PID横向控制存在抗干扰能力差、局部精度低、运行不平稳等缺点，以及死板的纵向运动控制会对运行的平稳性以及精度造成不良影响的问题，提供一种重载双舵轮AGV车体的运动控制方法、系统及装置。

一种重载双舵轮AGV车体的运动控制方法，其通过修正所述车体的运动学模型的输入从而调整所述车体的运行，所述运动学模型的输入包括所述车体的转向电机输出的转向和所述车体的行走电机输出的速度；所述运动控制方法包括以下步骤：

实时采集所述车体的实时位姿参数；

在所述车体的路线轨迹上查找到与所述实时位姿参数相对应的参考位姿参数，并差值计算所述实时位姿参数和所述参考位姿参数之间的位姿偏差；

根据所述位姿偏差修正所述转向和所述速度，修正后的转向和修正后的速度即为所述车体的运动学模型的修正后的输入；

其中，修正后的转向为修正前的转向叠加转向修正量u_s，所述转向修正量u_S的计算方法包括以下步骤：

S1、将所述位姿偏差输入到所述车体的PID控制器中，得到所述车体的横向修正量u_l和所述车体的航向修正量u_a；

S2、计算第一转向修正量u_S1；计算公式如下：

u_S1＝Au_l+Bu_a，

S3、利用所述车体的纯跟踪控制器计算第二转向修正量u_S2；计算公式如下：

S4、通过第一转向修正量u_S1和第二转向修正量u_S2融合计算得到转向修正量u_S；计算公式如下：

u_S＝Cu_S1+Du_S2；