CN105929829B - 一种agv小车及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于于教学实验平台技术领域，具体提供一种AGV小车及其控制方法。AGV小车控制方法，包括：输入AGV小车的预先目的地，并启动AGV小车；检测AGV小车行进过程中的周围障碍；根据检测得到的周围障碍信息与预先目的地，获取AGV小车当前的水平移动距离Vx，垂直移动距离Vy以及旋转角度ω；根据水平移动距离Vx，垂直移动距离Vy以及旋转角度ω，进行四轮差速组合控制；根据四轮差速组合控制，在不需要转动AGV小车车体的基础上驱动AGV小车行进或者零半径转动，直到到达预先目的地。本发明能够在较小的空间实现AGV小车在任意方向的运动，减小空间对运动的影响。

Description

一种AGV小车及其控制方法
技术领域
本发明属于教学实验平台技术领域，具体涉及一种AGV小车及其控制方法。
背景技术
AGV(Automated Guided Vehicle，自动导航平台)，作为无人驾驶的搬运车，在工业及实验中应用很广泛。然而，现有的AGV小车，由于无法实现零半径转弯等功能，在较小的空间，运动受限制。
发明内容
本发明的目的是提供一种AGV小车及其控制方法，能够在较小的空间实现AGV小车的在任意方向的运动，减小空间对运动的影响。
为此，本发明提供如下技术方案：
一种AGV小车控制方法，包括：
步骤S1：输入AGV小车的预先目的地，并启动AGV小车；
步骤S2：检测AGV小车行进过程中的周围障碍；
步骤S3：根据检测得到的周围障碍信息与预先目的地，获取AGV小车当前的水平移动距离Vx，垂直移动距离Vy以及旋转角度ω；
步骤S4：根据水平移动距离Vx，垂直移动距离Vy以及旋转角度ω，进行四轮差速组合控制；
步骤S5：根据四轮差速组合控制，在不需要转动AGV小车车体的基础上驱动AGV小车行进或者零半径转动，直到到达预先目的地。
优选地，所述四轮差速组合控制的方法包括：
步骤S41：根据AGV小车当前的水平移动距离Vx，垂直移动距离Vy以及旋转角度ω得到AGV小车的四个轮子的旋转角度；
步骤S42：根据每个所述轮子的旋转角度得到每一所述轮子的驱动频率；
步骤S43：根据每一个所述轮子的所述驱动频率驱动每个所述轮子运动。
优选地，所述根据AGV小车当前的水平移动距离Vx，垂直移动距离Vy以及旋转角度ω得到AGV小车的四个轮子的旋转角度的方法为：
其中，θ1为左前轮的旋转角度，θ2为右前轮的旋转角度，θ3为左后轮的旋转角度，θ4为右后轮的旋转角度，l1为AGV小车的长度的二分之一，l2为AGV小车的宽度的二分之一，R为轮子的半径。
优选地，所述每一个轮子的驱动机构为步进电机，所述根据每个所述轮子的旋转角度得到每一所述轮子的驱动频率的方法为：
其中，M为步进电机的细分控制量，f1为左前轮的驱动频率，f2为右前轮的驱动频率，f3为左后轮的驱动频率，f4为右后轮的驱动频率，θ1为左前轮的旋转角度，θ2为右前轮的旋转角度，θ3左后轮的旋转角度，θ4右后轮的旋转角度。
本申请还提供一种AGV小车，包括：
检测设备：用于检测AGV小车行进过程中的周围障碍；
处理***：用于根据周围障碍信息与预先目的地，获取AGV小车当前的水平移动距离Vx，垂直移动距离Vy以及旋转角度ω，并进行四轮差速控制；
控制***：用于输入AGV小车的预先目的地和AGV小车的启动，以及根据四轮差速控制驱动AGV小车运动。
优选地，所述检测设备包括接近传感器。
优选地，所述接近传感器设有十二个，且沿AGV小车的车体的周向分布。
优选地，所述检测设备还包括激光雷达。
优选地，所述检测设备还包括视觉传感器。
优选地，还包括无线模块。
本发明的技术效果：
本发明通过采用四轮差速控制，AGV小车能够实现零半径转弯，和在车体不转动的状态下，AGV小车能够沿任意方向运动，因此，即使在较小的空间，AGV小车都能够实现任意方向的运动，减小空间对运动的限制，提高AGV运动的灵活性。
附图说明
图1是本发明所提供的AGV平台一种实施例的控制方法流程图；
图2是本发明所提供的AGV平台一种实施例的控制***图；
图3是本发明所提供的AGV平台一种实施例的具体结构图。
附图标记：
在图1-3中：
1、检测设备，2、处理***，3、控制***，4、轮子，5、接近传感器，6、蓝牙模块，7、视觉传感器，8、激光雷达，9、WI-FI模块，10、锂电池。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
本发明提供的一种AGV小车控制方法，如图1所示，包括：
步骤S1：输入AGV小车的预先目的地，并启动AGV小车；
步骤S2：检测AGV小车行进过程中的周围障碍；
步骤S3：根据检测得到的周围障碍信息与预先目的地，获取AGV小车当前的水平移动距离Vx，垂直移动距离Vy以及旋转角度ω，其中水平移动距离指AGV小车沿自身的宽度方向的距离，垂直移动距离指AGV小车沿自身的长度方向的距离，由于AGV小车沿任意方向的移动距离均可以分解为沿宽度方向的水平移动距离和沿长度方向的垂直移动距离；
步骤S4：根据水平移动距离Vx，垂直移动距离Vy以及旋转角度ω，进行四轮差速组合控制；
步骤S5：根据四轮差速组合控制，在不需要转动AGV小车车体的基础上驱动AGV小车行进或者零半径转动，直到到达预先目的地。
上述实施例通过采用四轮差速控制，AGV小车能够实现零半径转弯，和在车体不转动的状态下，AGV小车能够沿任意方向运动，因此，即使在较小的空间，AGV小车都能够实现任意方向的运动，减小空间对运动的限制，提高AGV运动的灵活性。
其中，四轮差速组合控制的方法包括：
步骤S41：根据AGV小车当前的水平移动距离Vx，垂直移动距离Vy以及旋转角度ω得到AGV小车的四个轮子4的旋转角度；
步骤S42：根据每个轮子4的旋转角度得到每一轮子4的驱动频率；
步骤S43：根据每一个轮子4的驱动频率驱动每个轮子运动。
通过上述方法，能够简化控制***。
进一步地，根据AGV小车当前的水平移动距离Vx，垂直移动距离Vy以及旋转角度ω得到AGV小车的四个轮子的旋转角度的方法为：
其中，θ1为左前轮的旋转角度，θ2为右前轮的旋转角度，θ3为左后轮的旋转角度，θ4为右后轮的旋转角度，l1为AGV小车的长度的二分之一，l2为AGV小车的宽度的二分之一，R为轮子的半径。
采用这种方法，能够进一步简化控制程序。
每一个轮子的驱动机构为步进电机，根据每个轮子的旋转角度得到每一个轮子4的驱动频率的方法为：
其中，M为步进电机的细分控制量，f1为左前轮的驱动频率，f2为右前轮的驱动频率，f3为左后轮的驱动频率，f4为右后轮的驱动频率，θ1为左前轮的旋转角度，θ2为右前轮的旋转角度，θ3左后轮的旋转角度，θ4右后轮的旋转角度。
根据上述算法，能够简化控制程序和算法，便于控制操作。
上述方法的驱动频率，也可以通过直接输入不同的频率，以进行调节。
本申请还提供一种AGV小车，如图2所示，包括：
检测设备1：用于检测AGV小车行进过程中的周围障碍；
处理***2：用于根据周围障碍信息与预先目的地，获取AGV小车当前的水平移动距离Vx，垂直移动距离Vy以及旋转角度ω，并进行四轮差速控制；
控制***3：用于输入AGV小车的预先目的地和AGV小车的启动，以及根据四轮差速控制驱动AGV小车运动。
通过四轮差速控制的处理***，在较小的空间，AGV小车都能够实现任意方向的运动，减小空间对运动的限制，提高AGV运动的灵活性。
具体地，如图3所示，检测设备1包括接近传感器5，该设置能够方便***信号的传递和周围环境的检测。
接近传感器5可以设有一个，两个或者更多个，优选设有十二个，且沿AGV小车的车体的周向分布，以更好地获得周边障碍的信息。
检测设备1还包括激光雷达8，以更好地获得周边障碍的信息。
检测设备1还包括视觉传感器7，以更好地获得周边障碍的信息。
检测设备1也可以仅包括接近传感器5、激光雷达8和视觉传感器7中的一者或者两者，也可以三者均包括，当然，也可以还包括其它传感器。
AGV小车还包括无线模块，如蓝牙模块6和WI-FI模块9，以方便与外界通讯。
AGV小车还包括锂电池10，以方便供电。当然其供电也可以通过有线电源，或者其它动力电池。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (8)

1.一种AGV小车控制方法，其特征在于，包括：
步骤S1：输入AGV小车的预先目的地，并启动AGV小车；
步骤S2：检测所述AGV小车行进过程中的周围障碍；
步骤S3：根据检测得到的周围障碍信息与所述预先目的地，获取所述AGV小车当前的水平移动距离Vx，垂直移动距离Vy以及旋转角度ω；
步骤S4：根据所述水平移动距离Vx，所述垂直移动距离Vy以及所述旋转角度ω，进行四轮差速组合控制；
步骤S5：根据四轮差速组合控制，在不需要转动所述AGV小车车体的基础上驱动所述AGV小车行进或者零半径转动，直到到达预先目的地；
其中，所述四轮差速组合控制的方法包括：
步骤S41：根据所述AGV小车当前的水平移动距离Vx，垂直移动距离Vy以及旋转角度ω得到AGV小车的四个轮子的旋转角度：
其中，θ1为左前轮的旋转角度，θ2为右前轮的旋转角度，θ3为左后轮的旋转角度，θ4为右后轮的旋转角度，l1为AGV小车的长度的二分之一，l2为AGV小车的宽度的二分之一，R为轮子的半径；
步骤S42：根据每个所述轮子的旋转角度得到每一所述轮子的驱动频率；
步骤S43：根据每一个所述轮子的所述驱动频率驱动每个所述轮子运动。
2.根据权利要求1所述的AGV小车控制方法，其特征在于，所述每一个轮子的驱动机构为步进电机，所述根据每个所述轮子的旋转角度得到每一所述轮子的驱动频率的方法为：
其中，M为步进电机的细分控制量，f1为左前轮的驱动频率，f2为右前轮的驱动频率，f3为左后轮的驱动频率，f4为右后轮的驱动频率，θ1为左前轮的旋转角度，θ2为右前轮的旋转角度，θ3左后轮的旋转角度，θ4右后轮的旋转角度。
3.一种利用权利要求1或2所述的AGV小车控制方法控制的AGV小车，其特征在于，所述AGV小车包括：
检测设备：用于检测AGV小车行进过程中的周围障碍；
处理***：用于根据周围障碍信息与预先目的地，获取所述AGV小车当前的水平移动距离Vx，垂直移动距离Vy以及旋转角度ω，并进行四轮差速控制；
控制***：用于输入AGV小车的预先目的地和所述AGV小车的启动，以及根据四轮差速控制驱动所述AGV小车运动。
4.根据权利要求3所述的AGV小车，其特征在于，所述检测设备包括接近传感器。
5.根据权利要求4所述的AGV小车，其特征在于，所述接近传感器设有十二个，且沿AGV小车的车体的周向分布。
6.根据权利要求4所述的AGV小车，其特征在于，所述检测设备还包括激光雷达。
7.根据权利要求3-6任一项所述的AGV小车，其特征在于，所述检测设备还包括视觉传感器。
8.根据权利要求3所述的AGV小车，其特征在于，还包括无线模块。
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