[发明专利]基于改进纯跟踪控制的差速型AGV路径跟随方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于改进纯跟踪控制的差速型AGV路径跟随方法及系统，方法包括:利用三次B样条曲线拟合，得到路径轨迹。轮轴中点为AGV参考点，根据AGV参考点选取当前轨迹参考点。根据轨迹参考点，计算转弯半径，规划设定速度。根据差速左右轮的当前速度差，计算预瞄标示长度。根据当前路径段的段起点至轨迹参考点的路径长度、当前路径段长度、当前路径段与路径轨迹的关系和预瞄标示长度，计算预瞄点坐标。根据预瞄点坐标和AGV参考点，计算预瞄距离和AGV参考点与轨迹参考点的夹角。利用差速型AGV运动学模型，分别计算差速左右轮的速度。解决纯跟踪控制在直线行驶预瞄距离过短而产生震荡和在弯道预瞄距离过长而跟随性差的问题。

技术领域

本发明涉及AGV路径跟踪技术领域，特别涉及一种基于改进纯跟踪控制的差速型AGV路径跟随方法及系统。

背景技术

纯跟踪控制算法(Pure Pursuit)，作为一种主流的控制算法，因其控制精度高、鲁棒性强的优点广泛应用于无人驾驶的控制领域。

由于差速型AGV行驶速度较慢并且在较为平滑的场合行驶，通常采用较为简单的控制方法。可是随着自动化发展，各种复杂的应用场合导致对AGV轨迹跟随的精度要求苛刻，尤其是AGV高负载且高速转弯时，以往的控制方法存在误差大，延迟高等缺点，AGV往往容易脱轨，如何将纯跟踪控制算法应用到差速型AGV的控制成为技术人员急需考虑的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于改进纯跟踪控制的差速型AGV路径跟随方法及系统，以解决现有技术中所存在的一个或多个技术问题，至少提供一种有益的选择或创造条件。

本发明解决其技术问题的解决方案是：提供一种基于改进纯跟踪控制的差速型AGV路径跟随方法及系统。

根据本发明的第一方面的实施例，提供了一种基于改进纯跟踪控制的差速型AGV路径跟随方法，包括以下步骤：

对设定的若干个控制点坐标利用三次B样条曲线拟合，得到AGV跟随的路径轨迹，所述路径轨迹由若干个路径段组成；

将AGV轮轴的中点作为AGV参考点，所述AGV参考点离当前路径段最近的点选取为当前的轨迹参考点；

根据所述轨迹参考点，计算得到转弯半径，根据所述转弯半径，规划出AGV的设定速度；

根据获取的AGV差速左右轮的当前速度差，计算预瞄标示长度；

根据当前路径段的段起点至轨迹参考点的路径长度、当前路径段的长度、当前路径段与所述路径轨迹的关系和预瞄标示长度，计算预瞄点坐标；

根据所述预瞄点坐标和AGV参考点，计算预瞄距离和AGV参考点与轨迹参考点的夹角；

利用构建的差速型AGV运动学模型，根据所述设定速度、预瞄距离和AGV参考点与轨迹参考点的夹角，分别计算差速左右轮的速度。

进一步，所述轨迹参考点选取具体包括：

通过所述AGV参考点(X_r,Y_r)与所设轨迹参考点，计算得到两点距离公式；

对所述两点距离公式进行求导，利用牛顿迭代法计算出求导后的两点距离公式的最小值，得到在当前路径段上离所述AGV参考点(X_r,Y_r)最近的第一移动系数；

根据所述第一移动系数和构成当前路径段的所有控制点坐标，计算出当前的轨迹参考点(X_c,Y_c)。

进一步，所述根据所述轨迹参考点，计算得到转弯半径，根据所述转弯半径，规划出AGV的设定速度具体包括：