一种叉车AGV的路径跟踪控制方法及设备、存储介质与流程

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一种叉车agv的路径跟踪控制方法及设备、存储介质
技术领域
1.本发明涉及agv控制技术领域，特别涉及一种叉车agv的路径跟踪控制方法及设备、存储介质。

背景技术：

2.在工业agv中，叉车agv已成为一种被广泛使用的无人驾驶搬运设备。当前市面上的叉车agv大部分都是单舵轮结构，即由一个兼具行驶和转向功能的驱动单元，及若干仅起到支撑或平衡作用的无动力的定向轮或万向轮构成。该类叉车agv由于轮径较小且多使用聚氨酯包胶轮，因此主要应用于室内搬运。
3.由两个独立驱动的定向轮和一个仅有转向功能的转向轮构成驱动单元，其轮子为橡胶轮。使用该驱动单元的叉车agv，主要用于室外搬运。目前关于该类叉车agv路径跟踪控制的研究较少，而传统单舵轮结构叉车agv的跟踪控制方法不适用于该类叉车agv。

技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种叉车agv的路径跟踪控制方法及设备、存储介质，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。
5.本发明解决其技术问题的解决方案是：提供一种叉车agv的路径跟踪控制方法及设备、存储介质。
6.根据本发明的第一方面的实施例，提供了一种叉车agv的路径跟踪控制方法，包括以下步骤：
7.通过左驱动轮、右驱动轮和转向轮构成的驱动机构，确定左驱动轮的驱动速度、右驱动轮的驱动速度和转向轮的转角之间的转化关系；
8.获取叉车agv的跟踪路径，建立全局坐标系，根据在所述全局坐标系下叉车agv的姿态，建立在跟踪路径上的随动坐标系；
9.根据所述随动坐标系，获取当前叉车agv与跟踪路径之间的距离偏差和角度偏差，并将叉车agv的目标线速度和目标角速度作为输入控制量，建立叉车agv在随动坐标系下的运动学方程；
10.通过将叉车agv的路径跟踪问题转化为寻有界控制输入量问题，根据所述运动学方程，计算得到所述目标角速度的控制量公式；
11.设定所述目标线速度，利用设定所述目标线速度、转化关系和目标角速度的控制量公式，根据转向轮对应的驱动方式，计算对应的左驱动轮的驱动速度、右驱动轮的驱动速度和转向轮的目标转角。
12.进一步，所述转化关系的确定过程具体包括：
13.所述驱动机构由转向轮设于叉车agv的中轴线上，所述左驱动轮与右驱动轮之间的直线距离的中点与所述中轴线重合构成；
14.根据所述驱动机构和刚体运动约束条件，得到左驱动轮的驱动速度v
l
、右驱动轮
的驱动速度vr和转向轮的转角φ之间的转化关系：
15.,
16.其中，l为所述转向轮至所述直线距离的中点的距离，d为所述左驱动轮的轮心至右驱动轮的轮心的轮距。
17.进一步，所述建立在所述跟踪路径上的随动坐标系具体包括：
18.建立全局坐标系xoy，选取所述直线距离的中点为agv参考点；
19.获取叉车agv的跟踪路径c，将所述agv参考点在跟踪路径c上的正交投影点设为原点
20.根据所述原点建立随动坐标系其中，i轴与原点在跟踪路径c上的切线重合且方向相同，由i轴逆时针旋转90
°
获得j轴。
21.进一步，所述叉车agv在随动坐标系下的运动学方程建立过程具体包括：
22.获取当前叉车agv与跟踪路径c之间的距离偏差de和角度偏差θe；
23.根据所述距离偏差de和角度偏差θe，将叉车agv的目标线速度v和目标角速度ω为输入控制量，建立在随动坐标系下运动学方程：
24.,
25.其中，s为叉车agv在跟踪路径c上的行驶距离，k为随动坐标系的原点处的曲率。
26.进一步，将叉车agv的路径跟踪问题转化为寻有界控制输入量[v,ω]
t
问题；
[0027]
引入新控制量[u1,u2]
t
替换[v,ω]
t
，引入新状态变量[z1,z2,z3]
t
替换[s,de,θe]
t
，令
[0028]
,
[0029]
将所述运动学方程转化为三维链式系统：
[0030][0031]
取z2、z3构成二阶子系统，设定比例反馈，根据所述比例反馈将二阶子系统收敛：
[0032]
根据所述比例反馈、运动学方程、三维链式系统和z3＝(1-dek)tanθe，得到所述目标角速度的控制量公式：
[0033][0034]
进一步，所述对应的左驱动轮的驱动速度、右驱动轮的驱动速度和转向轮的转角
计算过程具体包括：
[0035]
当所述对应的驱动方式为电机驱动时，根据设定所述目标线速度和目标角速度的控制量公式，计算得到目标角速度；
[0036]
根据所述目标角速度ω、轮距d和所设目标线速度v，通过第一速度计算公式：
[0037]
,
[0038]
得到左驱动轮的驱动速度v
l
和右驱动轮的驱动速度vr；
[0039]
根据左驱动轮的驱动速度v
l
和右驱动轮的驱动速度vr，利用所述转化关系，计算得到转向轮的目标转角φ。
[0040]
进一步，所述对应的左驱动轮的驱动速度、右驱动轮的驱动速度和转向轮的转角计算过程具体还包括：
[0041]
当所述对应的驱动方式为液压驱动时，根据设定所述目标线速度和目标角速度的控制量公式，计算得到目标角速度；
[0042]
根据所述目标角速度ω、距离l和所设目标线速度v，通过目标转角计算公式：
[0043]
,
[0044]
计算得到所述转向轮的目标转角φ；
[0045]
实时获取所述转向轮的转角φs，根据所述转角φs、轮距d、距离l和设定所述目标线速度v，通过第二速度计算公式：
[0046]
,
[0047]
得到左驱动轮的驱动速度v
l
和右驱动轮的驱动速度vr。
[0048]
根据本发明的第二方面的实施例，提供了一种电子设备，包括：
[0049]
存储器，用于存储程序；处理器，用于执行所述存储器存储的程序，当所述处理器执行所述存储器存储的程序时，所述处理器用于执行如第一方面中任一项所述的一种叉车agv的路径跟踪控制方法。
[0050]
根据本发明实施例的第三方面的实施例，提供了一种存储介质，包括：存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于执行如第一方面中任一项所述的一种叉车agv的路径跟踪控制方法。
[0051]
本发明的有益效果是：本发明针对设有两个驱动轮和一个转向轮的驱动机构的叉车agv，提供一种简单可靠、通用性强且调试方便的路径跟踪控制方法。建立随动坐标系，便于更加直观描述叉车agv相对于跟踪路径的位置，与笛卡尔坐标系相比，能够自然直接跟踪曲线。根据转向轮的驱动方式，有针对性地计算左驱动轮的驱动速度、右驱动轮的驱动速度和转向轮的转角，实现叉车agv的协同运动，更贴合agv实际工作场景，扩大路径跟踪控制方
法的应用范围。
附图说明
[0052]
图1是本发明提供的一种叉车agv的路径跟踪控制方法的示意流程图；
[0053]
图2是本发明提供的一种叉车agv的路径跟踪控制方法的驱动机构的控制量关系示意图；
[0054]
图3是本发明提供的一种叉车agv的路径跟踪控制方法的随动坐标系构建示意图。
具体实施方式
[0055]
为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本技术，而不能理解为对本发明的限制。
[0056]
需要说明的是，虽然在系统示意图中进行了功能模块划分，但是在某些情况下，可以不同于系统中的模块划分或流程图中的顺序执行所示出或描述的步骤。说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。
[0057]
本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义的理解，所属技术领域的技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明的具体含义。
[0058]
根据本发明第一方面的实施例，参照图1，在本发明的一些实施例中，一种叉车agv的路径跟踪控制方法包括以下步骤：
[0059]
s100，通过左驱动轮、右驱动轮和转向轮构成的驱动机构，确定左驱动轮的驱动速度、右驱动轮的驱动速度和转向轮的转角之间的转化关系。
[0060]
在这一实施例中，转向轮为具有转向功能的车轮，转向轮设置于叉车agv的前端，并位于叉车agv的车体中轴线上。左驱动轮和右驱动轮固定设置于叉车agv的后端，左驱动轮和右驱动轮均是独立驱动的车轮。
[0061]
通过上述三个车轮构成的驱动机构，通过该驱动机构运动的叉车agv共有三个控制量，分别为：左驱动轮的驱动速度、右驱动轮的驱动速度以及转向轮的转角。这三个控制量之间应该满足平面刚体运动约束条件，否则叉车agv各个车轮之间将会出现拖拽、推顶等运动不协同的现象。
[0062]
根据构成的驱动机构，确定这三个车轮对应的控制量之间的关系。
[0063]
s200，获取叉车agv的跟踪路径，建立全局坐标系，根据在全局坐标系下叉车agv的姿态，建立在跟踪路径上的随动坐标系。
[0064]
在这一实施例中，获取叉车agv正在跟踪的路径，建立全局坐标系。在全局坐标系下，通过当前叉车agv的姿态，建立叉车agv要跟踪的路径上的随动坐标系。
[0065]
建立随动坐标系，便于更加直观描述叉车agv相对于跟踪路径的位置，与笛卡尔坐标系相比，能够自然直接跟踪曲线。
[0066]
s300，根据随动坐标系，获取当前叉车agv与跟踪路径之间的距离偏差和角度偏差，并将叉车agv的目标线速度和目标角速度作为输入控制量，建立叉车agv在随动坐标系
下的运动学方程。
[0067]
在这一实施例中，通过s200中建立的随动坐标系，通过导航定位模块实时检测，检测得到叉车agv与跟踪路径之间的当前距离偏差以及当前角度偏差。
[0068]
根据当前的距离偏差和当前的角度偏差，以及将叉车agv的目标线速度和叉车agv的目标角速度作为控制输入量，在随动坐标系下，获得叉车agv的运动学方程。
[0069]
s400，通过将叉车agv的路径跟踪问题转化为寻有界控制输入量问题，根据运动学方程，计算得到目标角速度的控制量公式。
[0070]
在这一实施例中，求解运动学方程的方法为：将叉车agv的路径跟踪问题等价于寻有界控制输入量的问题。使得输出量能够在有限时间内收敛至零，以实现高效精准地控制叉车agv的路径跟踪。通过求解运动学方程，获得目标角速度的控制量公式。
[0071]
s500，设定目标线速度，利用设定目标线速度、转化关系和目标角速度的控制量公式，根据转向轮对应的驱动方式，计算对应的左驱动轮的驱动速度、右驱动轮的驱动速度和转向轮的目标转角。
[0072]
在这一实施例中，根据跟踪路径的路径情况，或者根据叉车agv自身情况，来设定目标线速度。
[0073]
由于叉车agv的驱动轮通常由伺服电机进行直接驱动，响应速度较快，而转向轮可以由电机进行直接驱动，也可以由液压缸进行驱动。即，转向轮的驱动方式包括：电机驱动方式和液压驱动方式。
[0074]
电机驱动的转向轮，其角速度足够大，与驱动轮响应时间基本同步，无明显迟滞。而对于液压驱动的转向轮，角速度不及电机驱动转向轮的角速度，且响应时间明显慢于驱动轮，迟滞明显，主要应用在重载型的叉车agv上。
[0075]
因此，针对于上述两种驱动方式，本发明有针对性地根据对应的驱动方式设计对应控制策略，从而计算其对应的控制量。
[0076]
通过设定好的目标线速度、s100中确定的转化关系以及s400中得到目标角速度的控制量公式，根据驱动轮对应的驱动方式，计算得到对应的左驱动轮的驱动速度、转向轮的转角以及右驱动轮的驱动速度。
[0077]
本发明建立随动坐标系，便于更加直观描述叉车agv相对于跟踪路径的位置，与笛卡尔坐标系相比，能够自然直接跟踪曲线。根据转向轮的驱动方式，有针对性地计算转向轮的转角、右驱动轮的驱动速度和左驱动轮的驱动速度，实现叉车agv的协同运动，更贴合agv实际工作场景，扩大路径跟踪控制方法的应用范围，并且本发明为针对设有两个驱动轮和一个转向轮的驱动机构的叉车agv，提供一种简单可靠、通用性强且调试方便的路径跟踪控制方法。
[0078]
参照图2，在本发明一些实施例中，s100具体包括以下步骤：
[0079]
s110，中轴线和左驱动轮与右驱动轮之间的直线距离上的中点重合，将转向轮设置于车体的中轴线上，通过上述位置关系构成驱动机构。
[0080]
在这一实施例中，参照图2，转向轮为具有转向功能的车轮，转向轮设置于叉车agv的前端，转向轮位于叉车agv的车体中轴线上。左驱动轮和右驱动轮固定设置于叉车agv的后端，左驱动轮和右驱动轮均是独立驱动的车轮。
[0081]
通过上述三个车轮构成的驱动机构，通过该驱动机构运动的叉车agv共有三个控
制量，分别为：左驱动轮的驱动速度、右驱动轮的驱动速度以及转向轮的转角。这三个控制量之间应该满足平面刚体运动约束条件，否则叉车agv各个车轮之间将会出现拖拽、推顶等运动不协同的现象。
[0082]
s120，根据s110中构成的驱动机构，利用刚体运动约束条件，获得左驱动轮的驱动速度v
l
、转向轮的转角φ以及右驱动轮的驱动速度vr之间的转化关系：
[0083][0084]
在这一实施例中，参照图2，设左驱动轮与右驱动轮之间的直线距离的中点为p点，p点处的速度为v，icr为叉车agv的瞬时转动中心，转向轮的瞬时转动半径为rf，转向轮的速度为vf。
[0085]
根据平面刚体运动约束条件有：沿着车体中轴线方向上的速度分量应该相等：
[0086][0087]
，叉车agv绕瞬时转动中心icr的转动的角速度相等：
[0088][0089]
，其中，d为左驱动轮的轮心至右驱动轮的轮心之间的轮距，根据三角函数关系得到：
[0090][0091]
，其中，l为转向轮至p点的距离，联立上述三条公式，可得：
[0092][0093]
，从而确定了v
l
、vr和φ之间的转化关系。
[0094]
参照图3，在本发明一些实施例中，s200具体包括以下步骤：
[0095]
s210，建立全局坐标系xoy，agv参考点为左驱动轮与右驱动轮之间的直线距离的中点。
[0096]
在这一实施例中，参照图3，xoy为全局坐标系，将左驱动轮与右驱动轮之间的直线距离的中点p点设置叉车agv路径跟踪控制的参考点，即，将p点设为agv参考点。
[0097]
s220，获取当前叉车agv当前跟踪的跟踪路径，将agv参考点在跟踪路径c上的正交投影点设为原点
[0098]
在这一实施例中，参照图3，曲线c为agv正在跟踪的路径，获取agv参考点p点在跟踪路径c的正交投影点，将正交投影点设为点，则点为随动坐标系的原点。
[0099]
s230，根据原点在跟踪路径上的切线设置i轴，根据i轴进行逆时针旋转得到j轴。
[0100]
在这一实施例中，参照图3，利用s320中得到的原点在跟踪路径c上做切线。随
动坐标系的i轴与切线重合，并且i轴与切线的方向相同，将i轴逆时针旋转90
°
，从而得到j轴。从而在跟踪路径c上，建立随动坐标系
[0101]
与现有技术中利用笛卡尔坐标系相比，随动坐标系可以更方便和直观地描述叉车agv相对于曲线路径的位置。
[0102]
参照图3，在本发明一些实施例中，s300具体包括以下步骤：
[0103]
s310，获取当前叉车agv与跟踪路径c之间的距离偏差de和角度偏差θe。
[0104]
在这一实施例中，通过s200中建立的随动坐标系，通过导航定位模块实时检测，获得agv参考点p点与跟踪路径c上的原点之间的距离，即为当前叉车agv与跟踪路径c之间的距离偏差de。
[0105]
通过导航定位模块实时检测，获得agv参考点p点与跟踪路径c上的原点之间的距离，即为当前叉车agv与跟踪路径c之间的距离偏差de。也就是说，将agv参考点p点到点之间的距离作为当前叉车agv与跟踪路径c之间的距离偏差de，距离偏差de的值等于p点在随动坐标系下的纵坐标。
[0106]
通过导航定位模块实时监测，获取叉车agv在全局坐标系下的方向角θ，根据跟踪路径c获取随动坐标系i轴的方向角θs。
[0107]
以i轴为基准，定义叉车agv的方向角θ与随动坐标系i轴的方向角θs之差为当前叉车agv与跟踪路径c之间的角度偏差θe。也就是说，θe＝θ-θs。其中，符号按逆时针为正，顺时针为负。
[0108]
s320，将叉车agv的目标线速度v和目标角速度ω为输入控制量，根据在s310中得到的距离偏差de和角度偏差θe，建立在随动坐标系下的运动学方程：
[0109][0110]
，其中，叉车agv在跟踪路径c上的行驶距离为s，k为随动坐标系的原点处的曲率。
[0111]
在这一实施例中，通过s310得到的角度偏差θe和距离偏差de，参照图3，将随动坐标系在跟踪路径c的瞬时速度设为vs，即设原点瞬时速度为vs。
[0112]
在全局坐标系xoy下，设叉车agv在全局坐标系下的方向角如果叉车agv的目标线速度v和目标角速度ω已知，则第一速度计算公式为：
[0113][0114]
，设co为跟踪路径c在原点的瞬时转动中心，k为原点处的曲率，其符号由叉车agv的运动方向决定，逆时针为正，顺时针为负。rs为原点的曲率半径，则有：
]
t
替换[v,ω]
t
，用[z1,z2,z3]
t
替换[s,de,θe]
t
，并且使：
[0136][0137]
，从而将运动学方程转化为三维链式系统：
[0138][0139]
s430,取三维链式方程中的z2、z3构建二阶子系统，设定比例反馈，通过所设的比例反馈，使得二阶子系统收敛到原点。
[0140]
在这一实施例中，根据s420中的三维链式系统，取其中的z2、z3组成二阶子系统：
[0141][0142]
，二阶子系统为单输入线性时变系统，根据线性系统理论，设计反馈比例：
[0143]
u2＝-u2k1z
2-|u1|k2z3[0144]
，使得二阶子系统收敛到原点，其中，参数k1和k2均为大于0的正数。
[0145]
需要说明的是，根据线性系统极点配置理论，可以取k1＝λ2和k2＝2λ，其中，λ》0，从而将两个控制参数k1和k2减少为一个控制参数λ。
[0146]
s440,根据s320得到运动学学方程，s430设定的比例反馈，s420得到三维链式系统以及z3＝(1-dek)tanθe，得到目标角速度的控制量公式：
[0147][0148]
在这一实施例中，对z3＝(1-dek)tanθe的两边进行求导，同时由三维链式系统中的以及运动学方程可得：
[0149][0150]
，即为目标角速度ω的控制量公式，其中，为跟踪路径c的曲率变化率，为已知量。由s430设定的比例反馈求取得到u2，由s320得到运动学学方程求取得到
[0151]
由于叉车agv的驱动轮通常由伺服电机进行直接驱动，响应速度较快，而转向轮可以由电机进行直接驱动，也可以由液压缸进行驱动。即，转向轮的驱动方式包括：电机驱动方式和液压驱动方式。
[0152]
在本发明的一些实施例中，s500具体包括以下步骤：
[0153]
s510，当驱动方式为电机驱动时，根据所设的目标线速度和目标角速度的控制量公式进行计算，得到目标角速度。
[0154]
在这一实施例中，以agv参考点p点的速度v作为目标线速度，当转向轮由电机直接驱动时，则可以认为对应的驱动方式为电机驱动。
[0155]
根据所设的目标线速度v，通过目标角速度的控制量公式进行计算，得到目标角速度ω。
[0156]
s511，根据轮距d、所设的目标线速度v以及在s510得到的目标角速度ω，通过第一速度计算公式进行计算：
[0157][0158]
，得到两个驱动轮对应的驱动速度vr、v
l
。
[0159]
在这一实施例中，将轮距d、在s510得到的目标角速度ω以及所设的目标线速度v代入第一速度计算公式进行计算，得到两个驱动轮对应的驱动速度vr、v
l
。
[0160]
s512，根据s511中得到的两个驱动速度vr、v
l
，利用s100中的转化关系进行计算，得到转向轮的目标转角φ。
[0161]
在这一实施例中，根据s511中得到的两个驱动速度vr、v
l
，以及s100中的转化关系：
[0162][0163]
进行计算，得到转向轮的目标转角φ。
[0164]
需要说明的是，将得到的左驱动轮的驱动速度v
l
、右驱动轮的驱动速度vr以及转向轮的目标转角φ，输入至对应的执行器，如此闭环，实现路径跟踪控制。
[0165]
在本发明的一些实施例中，s500具体包括以下步骤：
[0166]
s520，当驱动方式为液压驱动时，根据所设的目标线速度和目标角速度的控制量公式进行计算，得到目标角速度。
[0167]
在这一实施例中，以agv参考点p点的速度v作为目标线速度，当转向轮由液压缸驱动时，则可以认为对应的驱动方式为液压驱动。
[0168]
根据所设的目标线速度，通过目标角速度的控制量公式进行计算，得到目标角速度ω。
[0169]
s521，根据所设目标线速度v、距离l以及通过s520中得到的目标角速度ω，通过目标转角计算公式：
[0170][0171]
，得到转向轮的目标转角φ。
[0172]
在这一实施例中，在全局坐标系xoy下，agv的角速度与转向轮的转角存在以下运动学关系：
[0173][0174]
，根据以上运动学关系推出转向轮的目标转角计算公式：
[0175]
[0176]
，将在s520中得到的目标角速度ω、所设目标线速度v以及距离l输入至目标转角计算公式，从而得到转向轮的目标转角φ。
[0177]
s522，根据距离l、轮距d、所设的目标线速度v以及检测的实时的转角φs，通过第二速度计算公式进行计算：
[0178][0179]
，得到两个驱动轮对应的驱动速度。
[0180]
在这一实施例中，在转向轮向着目标转角φ转动的过程中，实时检测转向轮的转角φs，根据距离l、轮距d、所设的目标线速度v以及实时检测的转角φs，通过第二速度计算公式：
[0181][0182]
进行实时计算，得到两个驱动轮对应的驱动速度vr、v
l
。
[0183]
需要说明的是，将得到的左驱动轮的驱动速度v
l
、右驱动轮的驱动速度vr以及转向轮的目标转角φ，输入至对应的执行器，如此闭环，实现路径跟踪控制。
[0184]
由于转向轮响应较慢，目标转角φ下发后，无法快速达到目标位置。因此不以目标转角φ来计算被动控制量vr、v
l
，而是以实时的转角φs计算。从而使响应较快的驱动轮能够跟随响应较慢的转向轮，进而实现叉车agv的协同运动。
[0185]
电机驱动的转向轮，其角速度足够大，与驱动轮响应时间基本同步，无明显迟滞。而对于液压驱动的转向轮，角速度不及电机驱动转向轮的角速度，且响应时间明显慢于驱动轮，迟滞明显，主要应用在重载型的叉车agv上。
[0186]
因此，针对于上述两种驱动方式，本发明有针对性地根据对应的驱动方式设计对应控制策略，从而计算其对应的控制量。
[0187]
本发明的第一方面的实施例的控制方法还可以拓展到两转向轮独立结构的叉车agv，其转向轮通过由电机直接驱动；以及拓展到梯形阿克曼转向结构的叉车agv，其转向轮通过由液压驱动。
[0188]
对于上述两种叉车agv，可以先引入一个虚拟转向轮，虚拟转向轮位于车体中轴线和两前轮的连线上。采用本发明的第一方面的实施例中的针对单转向轮叉车的控制方法，求得虚拟转向轮的目标控制角度然后按照对应的几何关系分配到两个转向轮上去。
[0189]
根据本发明第二方面的实施例，一种电子设备，该电子设备包括：存储器用于存储程序。处理器用于执行存储器存储的程序，当处理器执行存储器存储的程序时，处理器用于执行第一方面的一种叉车agv的路径跟踪控制方法。
[0190]
处理器和存储器可以通过总线或者其他方式连接。
[0191]
存储器作为一种非暂态计算机可读存储介质，可用于存储非暂态软件程序以及非暂态性计算机可执行程序，如本发明实施例描述的用于agv双雷达安装误差标定方法。处理
器通过运行存储在存储器中的非暂态软件程序以及指令，从而实现本发明第一方面实施例的叉车agv的路径跟踪控制方法。
[0192]
存储器可以包括存储程序区和存储参数区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储参数区可存储执行上述的用于agv双雷达安装误差标定方法。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非暂态存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非暂态固态存储器件。在一些实施方式中，存储器可选包括相对于处理器远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至该处理器。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
[0193]
实现上述的终端选定方法所需的非暂态软件程序以及指令存储在存储器中，当被一个或者多个处理器执行时，执行于本发明第一方面的叉车agv的路径跟踪控制方法。
[0194]
根据本发明第三方面的实施例，本发明还提供了一种存储介质，存储介质存储有计算机可执行指令，计算机可执行指令用于执行第一方面的一种叉车agv的路径跟踪控制方法。
[0195]
本领域普通技术人员可以理解，上文中所公开方法中的全部或某些步骤、系统可以被实施为软件、固件、硬件及其适当的组合。某些物理组件或所有物理组件可以被实施为由处理器，如中央处理器、数字信号处理器或微处理器执行的软件，或者被实施为硬件，或者被实施为集成电路，如专用集成电路。这样的软件可以分布在计算机可读介质上，计算机可读介质可以包括计算机存储介质(或非暂时性介质)和通信介质(或暂时性介质)。如本领域普通技术人员公知的，术语计算机存储介质包括在用于存储信息(诸如计算机可读指令、参数结构、程序模块或其他参数)的任何方法或技术中实施的易失性和非易失性、可移除和不可除介质。计算机存储介质包括但不限于ram、rom、eeprom、闪存或其他存储器技术、cd-rom、数字多功能盘(dvd)或其他光盘存储、磁盒、磁带、磁盘存储或其他磁存储装置、或者可以用于存储期望的信息并且可以被计算机访问的任何其他的介质。此外，本领域普通技术人员公知的是，通信介质通常包括计算机可读指令、参数结构、程序模块或者诸如载波或其他传输机制之类的调制参数信号中的其他参数，并且可包括任何信息递送介质。
[0196]
以上对本发明的较佳实施方式进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做出种种的等同变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本技术权利要求所限定的范围内。

技术特征：

1.一种叉车agv的路径跟踪控制方法，其特征在于，包括：通过左驱动轮、右驱动轮和转向轮构成的驱动机构，确定左驱动轮的驱动速度、右驱动轮的驱动速度和转向轮的转角之间的转化关系；获取叉车agv的跟踪路径，建立全局坐标系，根据在所述全局坐标系下叉车agv的姿态，建立在跟踪路径上的随动坐标系；根据所述随动坐标系，获取当前叉车agv与跟踪路径之间的距离偏差和角度偏差，并将叉车agv的目标线速度和目标角速度作为输入控制量，建立叉车agv在随动坐标系下的运动学方程；通过将叉车agv的路径跟踪问题转化为寻有界控制输入量问题，根据所述运动学方程，计算得到所述目标角速度的控制量公式；设定所述目标线速度，利用设定所述目标线速度、转化关系和目标角速度的控制量公式，根据转向轮对应的驱动方式，计算对应的左驱动轮的驱动速度、右驱动轮的驱动速度和转向轮的目标转角。2.根据权利要求1所述的一种叉车agv的路径跟踪控制方法，其特征在于，所述转化关系的确定过程具体包括：所述驱动机构由转向轮设于叉车agv的中轴线上，所述左驱动轮与右驱动轮之间的直线距离的中点与所述中轴线重合构成；根据所述驱动机构和刚体运动约束条件，得到左驱动轮的驱动速度v
l
、右驱动轮的驱动速度v
r
和转向轮的转角φ之间的转化关系：,其中，l为所述转向轮至所述直线距离的中点的距离，d为所述左驱动轮的轮心至右驱动轮的轮心的轮距。3.根据权利要求2所述的一种叉车agv的路径跟踪控制方法，其特征在于，所述建立在所述跟踪路径上的随动坐标系具体包括：建立全局坐标系xoy，选取所述直线距离的中点为agv参考点；获取叉车agv的跟踪路径c，将所述agv参考点在跟踪路径c上的正交投影点设为原点根据所述原点建立随动坐标系其中，轴与原点在跟踪路径c上的切线重合且方向相同，由i轴逆时针旋转90
°
获得轴。4.根据权利要求1所述的一种叉车agv的路径跟踪控制方法，其特征在于，所述叉车agv在随动坐标系下的运动学方程建立过程具体包括：获取当前叉车agv与跟踪路径c之间的距离偏差d
e
和角度偏差θ
e
；根据所述距离偏差d
e
和角度偏差θ
e
，将叉车agv的目标线速度v和目标角速度ω为输入控制量，建立在随动坐标系下运动学方程：
,其中，s为叉车agv在跟踪路径c上的行驶距离，k为随动坐标系的原点处的曲率。5.根据权利要求4所述的一种叉车agv的路径跟踪控制方法，其特征在于，所述目标角速度的控制量公式获得过程具体包括：将叉车agv的路径跟踪问题转化为寻有界控制输入量[v,ω]
t
问题；引入新控制量[u1,u2]
t
替换[v,ω]
t
，引入新状态变量[z1,z2,z3]
t
替换[s,d
e
,θ
e
]
t
，令,将所述运动学方程转化为三维链式系统：取z2、z3构成二阶子系统，设定比例反馈，根据所述比例反馈将二阶子系统收敛：根据所述比例反馈、运动学方程、三维链式系统和z3＝(1-d
e
k)tanθ
e
，得到所述目标角速度的控制量公式：6.根据权利要求2所述的一种叉车agv的路径跟踪控制方法，其特征在于，所述转向轮对应的驱动方式包括：电机驱动和液压驱动。7.根据权利要求6所述的一种叉车agv的路径跟踪控制方法，其特征在于，所述对应的左驱动轮的驱动速度、右驱动轮的驱动速度和转向轮的转角计算过程具体包括：当所述对应的驱动方式为电机驱动时，根据设定所述目标线速度和目标角速度的控制量公式，计算得到目标角速度；根据所述目标角速度ω、轮距d和所设目标线速度v，通过第一速度计算公式：,得到左驱动轮的驱动速度v
l
和右驱动轮的驱动速度v
r
；根据左驱动轮的驱动速度v
l
和右驱动轮的驱动速度v
r
，利用所述转化关系，计算得到转向轮的目标转角φ。8.根据权利要求6所述的一种叉车agv的路径跟踪控制方法，其特征在于，所述对应的左驱动轮的驱动速度、右驱动轮的驱动速度和转向轮的转角计算过程具体还包括：当所述对应的驱动方式为液压驱动时，根据设定所述目标线速度和目标角速度的控制
量公式，计算得到目标角速度；根据所述目标角速度ω、距离l和所设目标线速度v，通过目标转角计算公式：,计算得到所述转向轮的目标转角φ；实时获取所述转向轮的转角φ
s
，根据所述转角φ
s
、轮距d、距离l和设定所述目标线速度v，通过第二速度计算公式：,得到左驱动轮的驱动速度v
l
和右驱动轮的驱动速度v
r
。9.一种电子设备，其特征在于，包括：存储器，用于存储程序；处理器，用于执行所述存储器存储的程序，当所述处理器执行所述存储器存储的程序时，所述处理器用于执行如权利要求1至8中任一项所述的一种叉车agv的路径跟踪控制方法。10.一种存储介质，其特征在于，包括：存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于执行如权利要求1至8中任一项所述的一种叉车agv的路径跟踪控制方法。

技术总结

本发明公开了一种叉车AGV的路径跟踪控制方法及设备、存储介质，方法包括:通过驱动机构，确定左驱动轮的驱动速度、右驱动轮的驱动速度和转向轮的转角间的转化关系；建立在跟踪路径上的随动坐标系；建立叉车AGV在随动坐标系下的运动学方程；通过将路径跟踪问题转化为寻有界控制输入量问题，根据运动学方程，计算得到目标角速度的控制量公式；设定目标线速度，利用设定目标线速度、转化关系和目标角速度的控制量公式，根据转向轮对应的驱动方式，计算对应的左驱动轮的驱动速度、右驱动轮的驱动速度和转向轮的目标转角。本发明针对设有两个驱动轮和一个转向轮的叉车AGV，提供一种简单可靠、通用性强且调试方便的路径跟踪控制方法。法。法。