CN110789606A - 基于全轮速度检测控制行驶方向及位置的自动导向方法及其叉车*** - Google Patents

基于全轮速度检测控制行驶方向及位置的自动导向方法及其叉车*** Download PDF

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Abstract

本发明提供一种基于全轮速度检测控制行驶方向及位置的自动导向方法及其叉车***，包括磁导航传感器、轨迹测量单元、叉车主控制器、电机控制器和动作电机，其通过主控制器实时的记录轨迹测量单元中编码器与传感器所测得的车辆信息，并将同一时刻下的驱动轮转向角以及行进轮距离记录下形成单独的记录点，并且将记录的点拟合成行进轨迹样条线，叉车主控制器根据内部存储的叉车规定行进路线与拟合的行进轨迹对比判断是否偏移原设轨道，以及将磁导航传感器读判断的叉车运动轨迹与轨迹测量单元检测出的轨迹点进行对比，判断是否存在信号干扰而存在的误差，进而实现了实时的确定叉车位置并且保证每次纠偏时叉车移动的幅度较小。

Description

基于全轮速度检测控制行驶方向及位置的自动导向方法及其 叉车***
技术领域
本发明涉及叉车自动导向技术领域，具体为一种基于全轮速度检测控制行驶方向及位置的自动导向方法及其叉车***。
背景技术
传统的全自动及半自动磁导航叉车在行驶过程中，需要实时检测磁导线路与车体相对位置关系。由于传感器精度不足及信号传输的延迟性，叉车在行驶过程中会不断的调整转向轮角度，从而造成叉车车身小幅度左右摆动，由于叉车自重较大，速度较高时容易造成车身摆幅增加，从而造成叉车脱轨，碰撞货架，产生安全事故。因此单独的磁导航叉车行驶速度受到了限制；且因为磁导航传感器容易受磁性物质干扰，产生叉车脱轨，碰撞货架等安全事故；传统的全自动及半自动磁导航叉车自动寻址多为地标卡标定方式，叉车在不同的货位地标之间行驶无法连续检测叉车与货位的距离，此段距离内叉车处于盲开状态，所以叉车行驶速度不能太高，速度过高，容易因叉车惯性大冲过货位，造成定位不准，同时叉车检测到地标信号后需要多次调整叉车位置才能准确定位叉车位置，所以作业效率低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于全轮速度检测控制行驶方向及位置的自动导向方法及其叉车***，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种基于全轮速度检测控制行驶方向及位置的自动导向方法，包括以下步骤：
S1，通过磁导航传感器读取磁导线路的频率信息，判断叉车是否偏离磁导线路，并且将获取的信息传递至叉车主控制器，由叉车主控制器进行实时的记录；
S2，通过轨迹测量单元实时的检测转向轮的转动角度以及各行进轮转动的距离，并将记录的叉车信息数据传递给叉车主控制器；
S3，通过叉车主控制器对轨迹测量单元实时所测得的车辆信息进行记录，并将同一时刻下的驱动轮转向角以及行进轮距离记录下形成单独的记录点，而将记录的点拟合成行进轨迹样条线，叉车主控制器根据内部存储的叉车规定行进路线与拟合的行进轨迹对比判断是否偏移原设轨道，将磁导航传感器读判断的叉车运动轨迹与轨迹测量单元检测出的轨迹点进行对比，判断是否存在信号干扰而存在的误差；
S4，通过转向电机控制器和行走电机控制器传输控制信号，实现转向电机和行走电机的动作；
S5，转向电机和行走电机的动作信号实时的反馈至磁导航传感器和轨迹测量单元。
优选的，所述S2具体为，通过轨迹测量单元内的驱动轮转向角度编码器实时检测转向轮转动角度，以及轨迹测量单元内的左前轮编码器、右前轮编码器和驱动轮编码器实时检测各行进轮转动的距离。
优选的，所述S5具体为，转向电机和行走电机的动作信号实时的反馈至磁导航传感器和轨迹测量单元内的驱动轮转向角度编码器、左前轮编码器、右前轮编码器和驱动轮编码器。
一种基于全轮速度检测控制行驶方向及位置的自动导向叉车***，包括：
磁导航传感器，其用于读取铺设在地面上的磁导线路的频率信息，判断叉车是否偏离磁导线路；
轨迹测量单元，用于检测转向轮转动角度和进轮转动的距离；
叉车主控制器，其与磁导航传感器和轨迹测量单元电性连接用于接收轨迹测量单元的检测信息，叉车主控制器用于实时的记录轨迹测量单元中编码器与传感器所测得的车辆信息，并将同一时刻下的驱动轮转向角以及行进轮距离记录下形成单独的记录点，并且将记录的点拟合成行进轨迹样条线，叉车主控制器根据内部存储的叉车规定行进路线与拟合的行进轨迹对比判断是否偏移原设轨道，以及将磁导航传感器读判断的叉车运动轨迹与轨迹测量单元检测出的轨迹点进行对比，判断是否存在信号干扰而存在的误差；
转向电机控制器，其用于接收叉车主控制器下发的控制信号并传输给转向电机；
行走电机控制器，其用于接收叉车主控制器下发的控制信号并传输给行走电机；以及
转向电机和行走电机分别与磁导航传感器和轨迹测量单元电性连接，用于实时反馈行进轮和转向轮的实时动态形成闭环信号反馈。
优选的，所述轨迹测量单元，其包括驱动轮转向角度编码器、左前轮编码器、右前轮编码器和驱动轮编码器组成，驱动轮转向角度编码器用于检测转向轮转动角度，而左前轮编码器、右前轮编码器和驱动轮编码器分别用于检测各行进轮转动的距离。
优选的，所述转向电机和行走电机分别与磁导航传感器和轨迹测量单元内的驱动轮转向角度编码器、左前轮编码器、右前轮编码器和驱动轮编码器电性连接。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明通过主控制器实时的记录轨迹测量单元中编码器与传感器所测得的车辆信息，并将同一时刻下的驱动轮转向角以及行进轮距离记录下形成单独的记录点，并且将记录的点拟合成行进轨迹样条线，叉车主控制器根据内部存储的叉车规定行进路线与拟合的行进轨迹对比判断是否偏移原设轨道，以及将磁导航传感器读判断的叉车运动轨迹与轨迹测量单元检测出的轨迹点进行对比，判断是否存在信号干扰而存在的误差，进而实现了实时的确定叉车位置并且保证每次纠偏时叉车移动的幅度较小，保证了叉车纠偏的稳定性。
附图说明
图1为本发明提供的导向方法流程图；
图2为本发明提供的导向***结构图；
图3为本发明提供的导向***设置在叉车时的示意图。
图中：1左前轮编码器、2前磁导航传感器、3右前轮编码器、4后磁导航传感器、5磁导线路、6驱动轮编码器、7转向电机、8驱动轮转向角度编码器、9行走电机、10叉车主控制器。
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。
实施例：
本发明提供一种技术方案：
参阅图1和图2，一种基于全轮速度检测控制行驶方向及位置的自动导向方法，包括以下步骤：
S1，通过安装在叉车前后两侧的磁导航传感器读取铺设在地面上的磁导线路的频率信息，若前后两个磁导航传感器有一个接收不到磁导线路的频率信息则可以得出叉车发生偏移，判断叉车是否偏离磁导线路后将获取的信息传递至叉车主控制器，由叉车主控制器进行实时的记录；
S2，通过轨迹测量单元内的驱动轮转向角度编码器实时检测转向轮转动角度，其中在叉车的转向机构发生偏转时会带动驱动轮转向角度编码器运动进而达到判断叉车前轮是否偏转的效果，以及轨迹测量单元内的左前轮编码器、右前轮编码器和驱动轮编码器实时检测各行进轮转动的距离，在各个车轮转动时就会带动安装在轮子上的编码器运动，进而能够直接的计算出车轮行驶的距离，并将记录的叉车信息数据传递给叉车主控制器；
S3，通过叉车主控制器对轨迹测量单元实时所测得的车辆信息进行记录，并将同一时刻下的驱动轮转向角以及行进轮距离记录下形成单独的记录点，而将记录的点拟合成行进轨迹样条线，叉车主控制器根据内部存储的叉车规定行进路线与拟合的行进轨迹对比判断是否偏移原设轨道，当叉车偏移预设轨道时叉车主控制器下达转向电机和行走电机的控制信号，进而实现即时纠偏，将磁导航传感器读判断的叉车运动轨迹与轨迹测量单元检测出的轨迹点进行对比，判断是否存在信号干扰而存在的误差，因此能够即时的进行自适应纠偏；
S4，通过转向电机控制器和行走电机控制器传输叉车主控制器下达的控制信号，实现转向电机和行走电机的动作，实现纠偏；
S5，转向电机和行走电机的动作信号实时的反馈至磁导航传感器和轨迹测量单元内的驱动轮转向角度编码器、左前轮编码器、右前轮编码器和驱动轮编码器，进而实现闭环控制，在转向电机和行走电机动作之后能够立即的记录下叉车位置点，进而减小叉车纠偏时的误差。
参阅图2和图3，一种基于全轮速度检测控制行驶方向及位置的自动导向叉车***，包括：
磁导航传感器分为前磁导航传感器和后磁导航传感器，其设置在叉车前后端部用于读取铺设在地面上的磁导线路的频率信息，若前后两个磁导航传感器有一个接收不到磁导线路的频率信息则可以判断出叉车是否偏离磁导线路；
轨迹测量单元，其包括驱动轮转向角度编码器、左前轮编码器、右前轮编码器和驱动轮编码器组成，驱动轮转向角度编码器设置在叉车转向机构上用于检测转向轮转动角度，而左前轮编码器、右前轮编码器和驱动轮编码器分别设置在叉车的左前轮、右前轮和驱动轮上用于检测各行进轮转动的距离，进而轨迹测量单元能够检测转向轮转动角度和进轮转动的距离；
叉车主控制器，其与磁导航传感器和轨迹测量单元电性连接用于接收轨迹测量单元的检测信息，叉车主控制器用于实时的记录轨迹测量单元中编码器与传感器所测得的车辆信息，并将同一时刻下的驱动轮转向角以及行进轮距离记录下形成单独的记录点，并且将记录的点拟合成行进轨迹样条线，叉车主控制器根据内部存储的叉车规定行进路线与拟合的行进轨迹对比判断是否偏移原设轨道，以及将磁导航传感器读判断的叉车运动轨迹与轨迹测量单元检测出的轨迹点进行对比，判断是否存在信号干扰而存在的误差；
转向电机控制器，其用于接收叉车主控制器下发的控制信号并传输给转向电机；
行走电机控制器，其用于接收叉车主控制器下发的控制信号并传输给行走电机；
转向电机和行走电机分别设置在叉车的转向机构上和驱动轮上并与磁导航传感器和轨迹测量单元内的驱动轮转向角度编码器、左前轮编码器、右前轮编码器和驱动轮编码器电性连接，用于实时反馈行进轮和转向轮的实时动态形成闭环信号反馈。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种基于全轮速度检测控制行驶方向及位置的自动导向方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，通过磁导航传感器读取磁导线路的频率信息，判断叉车是否偏离磁导线路，并且将获取的信息传递至叉车主控制器，由叉车主控制器进行实时的记录；
S2，通过轨迹测量单元实时的检测转向轮的转动角度以及各行进轮转动的距离，并将记录的叉车信息数据传递给叉车主控制器；
S3，通过叉车主控制器对轨迹测量单元实时所测得的车辆信息进行记录，并将同一时刻下的驱动轮转向角以及行进轮距离记录下形成单独的记录点，而将记录的点拟合成行进轨迹样条线，叉车主控制器根据内部存储的叉车规定行进路线与拟合的行进轨迹对比判断是否偏移原设轨道，将磁导航传感器读判断的叉车运动轨迹与轨迹测量单元检测出的轨迹点进行对比，判断是否存在信号干扰而存在的误差；
S4，通过转向电机控制器和行走电机控制器传输控制信号，实现转向电机和行走电机的动作；
S5，转向电机和行走电机的动作信号实时的反馈至磁导航传感器和轨迹测量单元。
2.根据权利要求1所述的一种基于全轮速度检测控制行驶方向及位置的自动导向方法，其特征在于：所述S2具体为，通过轨迹测量单元内的驱动轮转向角度编码器实时检测转向轮转动角度，以及轨迹测量单元内的左前轮编码器、右前轮编码器和驱动轮编码器实时检测各行进轮转动的距离。
3.根据权利要求1所述的一种基于全轮速度检测控制行驶方向及位置的自动导向方法，其特征在于：所述S5具体为，转向电机和行走电机的动作信号实时的反馈至磁导航传感器和轨迹测量单元内的驱动轮转向角度编码器、左前轮编码器、右前轮编码器和驱动轮编码器。
4.一种基于全轮速度检测控制行驶方向及位置的自动导向叉车***，其特征在于，包括：
磁导航传感器，其用于读取铺设在地面上的磁导线路的频率信息，判断叉车是否偏离磁导线路；
轨迹测量单元，用于检测转向轮转动角度和进轮转动的距离；
叉车主控制器，其与磁导航传感器和轨迹测量单元电性连接用于接收轨迹测量单元的检测信息，叉车主控制器用于实时的记录轨迹测量单元中编码器与传感器所测得的车辆信息，并将同一时刻下的驱动轮转向角以及行进轮距离记录下形成单独的记录点，并且将记录的点拟合成行进轨迹样条线，叉车主控制器根据内部存储的叉车规定行进路线与拟合的行进轨迹对比判断是否偏移原设轨道，以及将磁导航传感器读判断的叉车运动轨迹与轨迹测量单元检测出的轨迹点进行对比，判断是否存在信号干扰而存在的误差；
转向电机控制器，其用于接收叉车主控制器下发的控制信号并传输给转向电机；
行走电机控制器，其用于接收叉车主控制器下发的控制信号并传输给行走电机；以及
转向电机和行走电机分别与磁导航传感器和轨迹测量单元电性连接，用于实时反馈行进轮和转向轮的实时动态形成闭环信号反馈。
5.根据权利要求4所述的一种基于全轮速度检测控制行驶方向及位置的自动导向叉车***，其特征在于：所述轨迹测量单元，其包括驱动轮转向角度编码器、左前轮编码器、右前轮编码器和驱动轮编码器组成，驱动轮转向角度编码器用于检测转向轮转动角度，而左前轮编码器、右前轮编码器和驱动轮编码器分别用于检测各行进轮转动的距离。
6.根据权利要求4所述的一种基于全轮速度检测控制行驶方向及位置的自动导向叉车***，其特征在于：所述转向电机和行走电机分别与磁导航传感器和轨迹测量单元内的驱动轮转向角度编码器、左前轮编码器、右前轮编码器和驱动轮编码器电性连接。
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