[发明专利]一种用于双差速轮驱动型AGV的循迹控制方法

说明书

本发明公开了一种用于双差速轮驱动型AGV的循迹控制方法，首先根据前、后两个差速轮组的转向角求出瞬时转向中心；再根据瞬时转向中心坐标计算前、后差速轮组和AGV的转向半径；进而计算AGV的角速度，然后根据AGV的期望行驶速度和转向中心到差速轮的距离计算差速轮的参考速度；根据横向偏差计算纠错速度差；最后将速度差叠加到参考速度上得到控制目标速度。本发明不仅能够保证AGV在多种曲率的路径上精确循迹，而且能够合理分配各车轮的速度，减少车轮内力，节省电能，该方法计算简单，方便在嵌入式控制器中编程实现。

技术领域

本发明属于移动机器人运动控制领域，具体涉及一种用于双差速轮驱动型 AGV的循迹控制方法。

背景技术

AGV(自动导引车)是物流自动化中的关键设备，其核心功能是能够沿期望的导引路径行驶以实现物料的无人运输；循迹算法则是AGV运动控制中的核心算法模块，其特性直接决定了AGV的行驶精度和速度；AGV的驱动形式多样，其中差速轮由于结构简单、运动灵活、承载能力好等优点得到广泛的应用。

现有的差速轮循迹控制方法主要针对单组差速轮驱动的小型AGV，无法推广到两组或多组差速轮驱动的中大型AGV。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于双差速轮驱动型AGV的循迹控制方法，基于差速轮运动学模型的纠偏策略和参考速度计算方法，使得AGV可以精确、高效地沿导引路径行驶。

实现本发明目的的技术方案是：一种用于双差速轮驱动型AGV的循迹控制方法，包括以下步骤：

步骤1，将前、后差速轮组中心连线，以连线线段的中点O为原点建立AGV 的局部坐标系OXY，X轴与中心连线平行，正方向指向AGV车头的方向，Y轴与中心连线垂直并指向外侧；

步骤2，基于局部坐标系OXY和差速轮组的转角传感器反馈的偏转角度计算AGV的瞬时转向中心坐标；

步骤3，根据瞬时转向中心坐标计算前、后差速轮组和AGV的转向半径；

步骤4，根据设定的AGV的期望行驶速度和AGV的转向半径计算AGV的角速度；

步骤5，根据AGV的角速度和前、后差速轮组的转向半径计算前、后差速轮组车轮的参考速度；

步骤6，通过纠偏控制策略计算前、后差速轮组车轮的纠错速度差；

步骤7，根据参考速度和纠错速度差计算前、后差速轮组车轮的控制目标速度。

进一步的，所述步骤2中AGV的瞬时转向中心坐标(x_s，y_s)为：

其中：α₁为前差速轮组的偏转角度，α₂为后差速轮组的偏转角度，L为前、后差速轮组中心连线的长度。

进一步的，所述步骤3中前、后差速轮组和AGV的转向半径为：

其中：R为AGV的转向半径，R_F为前差速轮组的转向半径，R_B为后差速轮组的转向半径。

进一步的，所述步骤4中AGV的角速度ω＝v_c/R，v_c为AGV的期望行驶速度。

进一步的，所述步骤5中计算前、后差速轮组车轮的参考速度具体为：如果α₁＝＝α₂，则令前、后差速轮所有车轮的参考速度均等于AGV的期望行驶速度，即否则：