[发明专利]基于模糊控制和几何追踪的AGV路径跟踪方法及系统

权利要求书

1.一种基于模糊控制和几何追踪的AGV路径跟踪方法，其特征在于，所述方法包括：

按照AGV线速度和角速度控制指令控制AGV运动，并实时返回AGV相对当前路径的位置偏差和角度偏差；

根据实时返回的所述位置偏差和角度偏差以及预构建的两轮差速AGV纠偏模型，实时进行模糊控制运算输出纠偏控制参数；

根据所述纠偏控制参数以及实时返回的所述位置偏差和角度偏差计算并输出AGV下一时刻线速度和角速度完成纠偏控制。

2.根据权利要求1所述的一种基于模糊控制和几何追踪的AGV路径跟踪方法，其特征在于，所述两轮差速AGV纠偏模型，具体包括：

记e_θ为小车质心行进方向相对于路径中心线的偏差角度，e_d为小车质心与路径中心线的横向偏差距离，w为小车运动角速度，v为小车运动线速度；假设AGV正常行驶中，经过非常短时间Δt之后，AGV产生的角度偏差为△e_θ，位置偏差为Δe_d，则

当Δt趋于0且e_θ非常小时有tane_θ≈e_θ，此时△e_θ，Δe_d的微分形式为

de_θ＝w·dt (3)

Δe_d＝v·e_θ·dt (4)

对上式进行拉氏变换得

其中，e_θ(s)、e_d(s)分别为经过拉普拉斯变换后的角度偏差和位置偏差，s为正数的拉普拉斯自变量；

在不考虑位置偏差的情况下的角速度w1，

w1＝e_θ·s

在不考虑角度偏差的情况下的角速度w2，

综合两方面因素可得：

s为正数，上式可简化为：

其中k₁和k₂为纠偏控制参数，当k₁较大时表示当前主要调整角度偏差，当k₂较大时表示当前主要调整位置偏差。

3.根据权利要求2所述的一种基于模糊控制和几何追踪的AGV路径跟踪方法，其特征在于，根据实时返回的所述位置偏差和角度偏差以及预构建的两轮差速AGV纠偏模型，实时进行模糊控制运算输出纠偏控制参数，具体包括：

由于AGV控制系统最终输出信号是位置偏差，因而以位置偏差大小作为模糊控制器的输入，k₁和k₂作为模糊控制器的输出；设置模糊集有两个子集，仅对输入的位置偏差进行模糊化，分别为位置偏差大于1cm和位置偏差小于等于1cm；根据控制参数k₁和k₂对系统输出特性的影响情况，在位置偏差较大时取较大k₂和较小k₁，使得纠偏控制快速响应，在位置偏差较小时取较大k₁和较小k₂，使得超调和抖振得到抑制。

4.根据权利要求1所述的一种基于模糊控制和几何追踪的AGV路径跟踪方法，其特征在于，所述方法还包括：

通过二维码定位和惯导传感器定位结合对AGV进行全地图精准定位获得AGV全局位姿，并计算出AGV相对当前路径的位置偏差和角度偏差。

5.根据权利要求4所述的一种基于模糊控制和几何追踪的AGV路径跟踪方法，其特征在于，二维码定位具体包括：在地图特定位置铺设二维码，将实际位置坐标编码进二维码内容，相机实时拍摄包含二维码的图像，计算二维码在图像中的位置及角度，结合上述计算出相机在地图中的实际坐标及朝向，由于AGV与相机的相对位置固定即可得出AGV在地图中的实际坐标和朝向。