CN109552417A - 一种驱动轮角度零偏的校准方法及*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种驱动轮角度零偏的校准方法及***。该方法包括：记录初始状态时车体的航向角，为第一航向角；记录驱动轮以目标角度行驶预设距离后的车体航向角，为第二航向角；根据所述第一航向角以及所述第二航向角，计算偏差角度；获取所述驱动轮在行驶过程中的运动半径；获取所述驱动轮的轴距；根据所述预设距离、所述偏差角度、所述运动半径以及所述轴距，计算误差角度；根据所述误差角度以及目标角度校准所述驱动轮的偏差角度。本发明能够提高自动导引运输车驱动轮零偏校准的准确性，提高工作效率。
Description
技术领域
本发明涉及角度零偏校准领域，特别是涉及一种驱动轮角度零偏的校准方法及***。
背景技术
当前，自动导引运输车驱动轮零偏校准的传统方法是通过人工直接观测并根据经验标定的方法，主要有：1)直观观测驱动轮的归零角度，并调整；2)让自动导引运输车在直线上以0°目标值运行一段距离，通过观测器偏移距离，根据经验调整零偏值。如此反复直到满足实际定位精度。传统方法主要根据长期操作经验，没有理论支撑，步骤繁琐耗时，且需要专业人士调试，通用性差。
发明内容
本发明的目的是提供一种驱动轮角度零偏的校准方法及***，用以提高自动导引运输车驱动轮零偏校准的准确性，提高工作效率。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种驱动轮角度零偏的校准方法，所述方法包括：
记录初始状态时车体的航向角，为第一航向角；
记录驱动轮以目标角度行驶预设距离后的车体航向角，为第二航向角；
根据所述第一航向角以及所述第二航向角，计算偏差角度；
获取所述驱动轮在行驶过程中的运动半径；
获取所述驱动轮的轴距；
根据所述预设距离、所述偏差角度、所述运动半径以及所述轴距，计算误差角度；
根据所述误差角度以及目标角度校准所述驱动轮的偏差角度。
可选的，所述误差角度的计算公式为：
其中，θ为误差角度，r1为运动半径，h为轴距，l为预设距离，Ψ为偏差角度。
本发明还提供了一种驱动轮角度零偏的校准***，所述***包括：
第一航向角记录模块，用于记录初始状态时车体的航向角，为第一航向角；
第二航向角记录模块，用于记录驱动轮以目标角度行驶预设距离后的车体航向角，为第二航向角；
偏差角度计算模块，用于根据所述第一航向角以及所述第二航向角，计算偏差角度；
运动半径获取模块，用于获取所述驱动轮在行驶过程中的运动半径；
轴距获取模块，用于获取所述驱动轮的轴距；
误差角度计算模块，用于根据所述预设距离、所述偏差角度、所述运动半径以及所述轴距，计算误差角度；
校准模块，用于根据所述误差角度以及目标角度校准所述驱动轮的偏差角度。
可选的，所述误差角度的计算公式为：
其中，θ为误差角度，r1为运动半径，h为轴距，l为预设距离，Ψ为偏差角度。
与现有技术相比，本发明具有以下技术效果：本发明克服了传统方法需要人工繁复标定的缺点，根据其自动导引运输车物理运动模型推导出在特定测试条件下，零偏角度的预测方法和计算公式，将误差角度叠加在角度目标值上，以反向抵消角度误差中的采样偏差，提高了自动导引运输车驱动轮零偏校准的准确性，且提高了工作效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为三轮结构叉车式自动导引运输车轮系结构图；
图2为驱动轮角度控制框图；
图3本发明实施例加入零偏校准后的控制框图；
图4为自动导引运输车车体圆周运动原理图；
图5本发明实施例驱动轮角度零偏的校准方法的流程图。
图6本发明实施例驱动轮角度零偏的校准***的结构图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种驱动轮角度零偏的校准方法及***，用以提高自动导引运输车驱动轮零偏校准的准确性，提高工作效率。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
三轮叉车式自动导引运输车的轮系结构图如图1所示，D点为驱动轮，驱动轮可以进行前后旋转及左右90度的旋转运动；P1、P2点为从动轮，从动轮无驱动装置且角度不可旋转。
驱动轮角度控制框图如图2所示，其控制器精度很重要的一部分取决于传感器的准确性。角度传感器和真实值之间总存在一定误差，其导致原因有机械个体偏差以及机械磨损等。工程项目上通常允许该误差需保持在±0.3度。若该误差值过大将会导致自动导引运输车行走时的路径拟合偏离，严重时将无法车体的完成精确定位。
为尽可能减小采样偏差对控制的影响，本发明对偏差进行估计，其原理如图3所示，采样偏差经过偏差估计器得出估计偏差，并叠加在角度目标值上，以反向抵消角度误差中的采样偏差。
图4为自动导引运输车车体圆周运动原理图。图4中D1、D2为驱动轮所在点，P1、P2为从动轮中点，θ为驱动轮零偏角度，h为轴距。当自动导引运输车驱动轮以零偏角度θ前进时，D1、P1将绕O为圆心，分别以r1、r2为半径做圆周运动，当其运动到D2、P2过程中，驱动轮行驶距离为l，车体航向偏移角为ψ。且由几何关系，
α1＝ψ；α2＝θ；
由驱动轮行走距离l及ψ可得：
由r1及轴距h可得：
如图5所示，一种驱动轮角度零偏的校准方法的具体步骤包括：
记录初始状态时车体的航向角，为第一航向角ang1；
记录驱动轮以0°目标角度行驶预设距离l后的车体航向角，为第二航向角ang1；预设距离l不小于30m；
根据所述第一航向角以及所述第二航向角，计算偏差角度ψ；
ψ＝αng2-ang1 (4)；
获取所述驱动轮在行驶过程中的运动半径r1；
获取所述驱动轮的轴距h；
由所述预设距离l、所述偏差角度Ψ、所述运动半径r1以及所述轴距h，根据公式(3)计算误差角度θ；误差角度的计算公式为：
如图6所示，本发明还提供了一种驱动轮角度零偏的校准***，所述***包括：
第一航向角记录模块601，用于记录初始状态时车体的航向角，为第一航向角；
第二航向角记录模块602，用于记录驱动轮以目标角度行驶预设距离后的车体航向角，为第二航向角；
偏差角度计算模块603，用于根据所述第一航向角以及所述第二航向角，计算偏差角度；
运动半径获取模块604，用于获取所述驱动轮在行驶过程中的运动半径；
轴距获取模块605，用于获取所述驱动轮的轴距；
误差角度计算模块606，用于根据所述预设距离、所述偏差角度、所述运动半径以及所述轴距，计算误差角度；所述误差角度的计算公式为：
其中，θ为误差角度，r1为运动半径，h为轴距，l为预设距离，Ψ为偏差角度；
校准模块607，用于根据所述误差角度以及目标角度校准所述驱动轮的偏差角度。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：本发明克服了传统方法需要人工繁复标定的缺点，根据其自动导引运输车物理运动模型推导出在特定测试条件下，零偏角度的预测方法和计算公式，将误差角度叠加在角度目标值上，以反向抵消角度误差中的采样偏差，提高了自动导引运输车驱动轮零偏校准的准确性，且提高了工作效率。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的***而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (4)
1.一种驱动轮角度零偏的校准方法，其特征在于，所述方法包括：
记录初始状态时车体的航向角，为第一航向角；
记录驱动轮以目标角度行驶预设距离后的车体航向角，为第二航向角；
根据所述第一航向角以及所述第二航向角，计算偏差角度；
获取所述驱动轮在行驶过程中的运动半径；
获取所述驱动轮的轴距；
根据所述预设距离、所述偏差角度、所述运动半径以及所述轴距，计算误差角度；
根据所述误差角度以及目标角度校准所述驱动轮的偏差角度。
2.根据权利要求1所述的驱动轮角度零偏的校准方法，其特征在于，所述误差角度的计算公式为：
其中，θ为误差角度，r1为运动半径，h为轴距，l为预设距离，Ψ为偏差角度。
3.一种驱动轮角度零偏的校准***，其特征在于，所述***包括：
第一航向角记录模块，用于记录初始状态时车体的航向角，为第一航向角；
第二航向角记录模块，用于记录驱动轮以目标角度行驶预设距离后的车体航向角，为第二航向角；
偏差角度计算模块，用于根据所述第一航向角以及所述第二航向角，计算偏差角度；
运动半径获取模块，用于获取所述驱动轮在行驶过程中的运动半径；
轴距获取模块，用于获取所述驱动轮的轴距；
误差角度计算模块，用于根据所述预设距离、所述偏差角度、所述运动半径以及所述轴距，计算误差角度；
校准模块，用于根据所述误差角度以及目标角度校准所述驱动轮的偏差角度。
4.根据权利要求3所述的驱动轮角度零偏的校准***，其特征在于，所述误差角度的计算公式为：
其中，θ为误差角度，r1为运动半径，h为轴距，l为预设距离，Ψ为偏差角度。
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