[发明专利]一种基于最优化的AGV路径跟踪方法

权利要求书

1.一种基于最优化的AGV路径跟踪方法，其特征在于：其路径跟踪方法包括以下步骤：

A、路径离散化为路径点：每个路径点包含当前点的位置和该点的期望偏航角，期望偏航角为该路径点所在曲线的切线角度，再计算出AGV所在位姿的当前最近点，最后根据AGV运行速度和目标时间计算出对应的最优化路径长度，输出从最近点到最优化路径长度内所有的路径点；

B、最优化AGV航向角：然后根据AGV航向的角速度限制和角加速度限制求出待确定的AGV航向角的取值范围，最后根据性能指标和限制条件求解最优化问题，从而获得路径跟踪的最优航向，最优化问题如下：其中，θ为待确认的AGV航向角；N是路径点个数；d_i是在AGV航向角为θ时第i个路径点到车辆运行路径的最短距离；θ_i是第i个路径点所在曲线的切线角度；θ_min和θ_max是AGV航向角约束的上界和下界；W₁和W₂分别是距离误差和航向误差所占的权重；

s.t.θ∈[θ_min θ_max]

C、航向控制：首先，使用一阶线性ESO(扩张状态观测器)估计出被控对象的等效干扰和角速度值，ESO的输入为被控对象的输入u(上一时刻命令航向角)和被控对象的输出y(实际角速度)；再根据ESO观测的角速度和实际航向角和期望航向角设计PD控制律，最后根据ESO观测的等效干扰前馈补偿系统的不确定性即得到当前期望的航向角；

ESO是扩展状态观测器，公式如下：

l₁和l₂是ESO的参数，y是实际角速度，u是控制量，z₁是角速度估计值，z₂是干扰估计值。

2.根据权利要求1所述的一种基于最优化的AGV路径跟踪方法，其特征在于：把直线、圆弧等曲线统一写成贝塞尔曲线的形式以使所有路径在数学上的形式保持一致，把路径离散化为路径点。

3.根据权利要求1所述的一种基于最优化的AGV路径跟踪方法，其特征在于：根据路径生成路径点和当前位置以及待确定的AGV航向角设计性能指标。

4.根据权利要求1所述的一种基于最优化的AGV路径跟踪方法，其特征在于：根据最优化输出的AGV命令航向角，航向控制输出AGV底盘的命令角速度，针对的AGV载荷不同航向角特性不同的问题，控制算法的设计采用ADRC实现命令航向角的跟踪和干扰抑制功能以实现精准控制。