[发明专利]一种惯导重载AGV系统及其控制方法

摘要

本发明公开了一种惯导重载AGV系统及其控制方法，所述惯导重载AGV系统包括：驱动装置组、控制模块、惯性导航模块和AGV车体；所述惯性导航模块用于全局导航，所述控制模块用于对所述AGV车体的方向和位置进行标定和通过控制所述驱动装置组调整所述AGV车体沿着目标轨迹的方向行走。本发明解决的技术问题在于提供一种惯导重载AGV系统及其控制方法，对双差速运动控制模型进行了简化，采用主动轮跟踪目标轨迹，从动轮跟踪主动轮的控制方法，避免惯性导航方式与双差速驱动结合时需考虑复杂车体模型的问题，同时可适用于嵌入式平台。

主权项

1.一种惯导重载AGV系统，其特征在于，所述惯导重载AGV系统包括：驱动装置组（1）、控制模块（2）、惯性导航模块（3）和AGV车体（4）；所述驱动装置组（1）包括前轮驱动装置组（11）和后轮驱动装置组（12）；所述前轮驱动装置组（11）包括左前轮驱动装置（111）和右前轮驱动装置（112）；所述后轮驱动装置组（12）包括左后轮驱动装置（121）和右后轮驱动装置（122）；所述左前轮驱动装置（111）和所述右前轮驱动装置（112）安装在前轮驱动装置连接机构（113）的左右两端；所述前轮驱动装置连接机构（113）中心对称地水平安装在所述AGV车体（4）前端下方；所述前轮驱动装置连接机构（113）和所述AGV车体（4）的前轮减震系统（41）的导向轴（42）通过前轮销轴（43）连接；所述左后轮驱动装置（121）和所述右后轮驱动装置（122）安装在后轮驱动装置连接机构（123）的左右两端；所述后轮驱动装置连接机构（123）中心对称地水平安装在所述AGV车体（4）后端下方；所述后轮驱动装置连接机构（123）和所述AGV车体（4）的后轮减震系统（44）的导向轴（45）通过后轮销轴（46）连接；所述前轮减震系统（41）的导向轴（42）和所述后轮减震系统（44）的导向轴（45）均可以上下移动和水平转动；所述驱动装置的电机（13）上均安装有速度编码器，用于采集所述驱动装置中的驱动轮的速度信息，并发送到所述控制模块（2）；所述前轮减震系统（41）的导向轴（42）上安装有角度编码器，用于获得前轮驱动装置组（11）竖直方向与所述AGV车体（4）竖直方向的前轮夹角信息，并发送到所述控制模块（2）；所述AGV车体（4）竖直方向为所述AGV车体（4）前后的中轴线平行的方向，所述前轮驱动装置组（11）的竖直方向为垂直于所述前轮驱动装置连接机构（113）的方向；所述后轮减震系统（44）的导向轴（45）上安装有角度编码器，用于获得所述后轮驱动装置组（12）竖直方向与所述AGV车体（4）竖直方向的后轮夹角信息，并发送到所述控制模块（2）；所述后轮驱动装置组（12）的竖直方向为垂直于所述后轮驱动装置连接机构（123）的方向；所述控制模块（2）通过所述驱动装置组（1）为驱动轮设置差速控制所述AGV车体（4）转向；所述惯性导航模块（3）包括磁尺传感器组（31）、N组磁钉组（32）和陀螺仪（33），N≥1；每组磁钉组（32）包含M个磁钉，M≥2；所述N组磁钉组（32）用于指示所述惯性导航模块（3）的目标轨迹；所述磁尺传感器组（31）包括前端磁尺传感器（311）和后端磁尺传感器（312）；所述前端磁尺传感器（311）安装在所述AGV车体（4）的前端；所述后端磁尺传感器（312）安装在所述AGV车体（4）的后端；当所述AGV车体（4）前进时，所述前端磁尺传感器（311）检测计算磁钉位置信号，并发送到所述控制模块（2）；当所述AGV车体（4）后退时，所述后端磁尺传感器（312）检测计算磁钉位置信号，并发送到所述控制模块（2）；所述磁钉位置信号包括当磁尺传感器经过磁钉时，所述磁钉相对磁尺中心的位置；所述陀螺仪（33）安装在所述AGV车体（4）的原地旋转中心，用于采集陀螺仪信号，所述陀螺仪信号为所述AGV车体（4）相对于所述AGV开机上电启动时的实时方位角，并发送到所述控制模块（2）；所述控制模块（2）接收所述磁钉位置信号、所述陀螺仪信号、所述驱动装置组（1）中的车轮组的速度信息、前轮夹角信息和后轮夹角信息，控制所述驱动装置组（1）带动所述AGV车体（4）沿磁钉组（32）铺设方向和中心前进；所述磁尺传感器组（31）检测到所述磁钉位置信号后将所述磁钉位置信号发送给所述控制模块（2），所述控制模块（2）将所述AGV切换到惯性导航标定模式，对所述AGV车体（4）的方向和位置进行标定；在惯性导航标定模式下，所述磁尺传感器组（31）未检测到所述磁钉位置信号后将未检测到所述磁钉位置信号发送给所述控制模块（2），所述控制模块（2）将所述AGV切换到惯性导航调整模式，调整所述AGV车体（4）沿着所述目标轨迹行走。