CN110968045A - 移动目标的速度控制方法、装置和可读存储介质 - Google Patents

移动目标的速度控制方法、装置和可读存储介质 Download PDF

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CN110968045A CN201811161089.4A CN201811161089A CN110968045A CN 110968045 A CN110968045 A CN 110968045A CN 201811161089 A CN201811161089 A CN 201811161089A CN 110968045 A CN110968045 A CN 110968045A
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Abstract

本申请公开了一种移动目标的速度控制方法、装置和可读存储介质，属于自动控制领域。本公开根据移动目标的能力参数以及在设定的更新时间间隔到达时获得的移动目标的目标参数和状态参数获得移动目标的速度曲线，并在每个更新时间间隔内按照获得的速度曲线控制移动目标的速度，从而实现了对移动目标的速度的闭环控制，提高了对移动目标的控制精度。此外，基于正弦曲线速度拟合得到移动目标的速度曲线，可以得到更平滑的速度曲线，提高了移动目标的平稳性。

Description

移动目标的速度控制方法、装置和可读存储介质
技术领域
本公开涉及自动控制领域，特别涉及一种移动目标的速度控制方法、装置和可读存储介质。
背景技术
在自动化生产或者机器的自动化控制中，需要对移动目标，例如，数控机床的机械臂、机器人等的运动进行自动控制。由于移动目标需要进行频繁的加减速运动，因而控制单元需要对移动目标的运动速度进行预处理，并根据该预处理的结果对该移动目标的运动速度进行控制。
发明内容
本公开提供了一种移动目标的速度控制方法、装置和可读存储介质，以克服相关技术中存在的对移动目标的控制精度缺失的问题。所述技术方案如下：
一方面，提供了一种移动目标的速度控制方法，该方法包括：获取移动目标的能力参数；在设定的更新时间间隔到达时，获取所述移动目标在所述设定的更新时间间隔的开始时刻的状态参数以及所述移动目标的目标参数；所述状态参数至少包括所述移动目标的初始速度，所述目标参数至少包括所述移动目标的目标速度和所述移动目标的剩余目标距离；根据所述能力参数、所述目标参数和所述状态参数基于正弦曲线速度拟合得到所述移动目标的速度曲线；所述速度曲线是对所述移动目标在所述开始时刻以所述初始速度开始、经过所述剩余目标距离、达到所述目标速度为止的、因变于时间的速度的平滑变化进行建模；根据所述移动目标的速度曲线控制所述移动目标在所述更新时间间隔内的速度。
在一种可能的实现方式中，所述根据所述能力参数、所述目标参数和所述状态参数基于正弦曲线速度拟合得到所述移动目标的速度曲线，包括：根据所述能力参数、所述目标参数和所述状态参数确定所述移动目标的速度曲线的组成，所述速度曲线的组成是加速曲线、减速曲线和匀速曲线中的一种或者多种；根据所述移动目标的速度曲线的组成，并基于正弦曲线速度拟合得到所述移动目标的速度曲线。
在一种可能的实现方式中，所述能力参数包括所述移动目标的速度阈值、加速阈值和减速阈值；所述根据所述能力参数、所述目标参数和所述状态参数确定所述移动目标的速度曲线的组成，包括：根据所述速度阈值、所述加速阈值、所述减速阈值、所述初始速度和所述目标速度，并基于正弦曲线速度拟合得到第一正弦速度曲线，根据所述第一正弦速度曲线获取第一拟合距离；若所述第一拟合距离不小于所述剩余目标距离，则所述移动目标的速度曲线的组成不包括匀速曲线；或者，若所述第一拟合距离小于所述剩余目标距离，则所述移动目标的速度曲线的组成包括匀速曲线；其中，所述第一正弦速度曲线是从所述初始速度以不大于所述加速阈值的加速度加速至所述速度阈值，并从所述速度阈值以不大于所述减速阈值的加速度减速至所述目标速度；所述第一拟合距离是所述移动目标根据所述第一正弦速度曲线移动所经过的距离。
在一种可能的实现方式中，所述根据所述移动目标的速度曲线的组成，并基于正弦曲线速度拟合得到所述移动目标的速度曲线，包括：若所述移动目标的速度曲线的组成包括加速曲线、匀速曲线和减速曲线，则根据所述第一正弦速度曲线、所述剩余目标距离和所述速度阈值，并基于正弦曲线速度拟合得到所述移动目标的速度曲线，所述移动目标的速度曲线是从所述初始速度以不大于所述加速阈值的加速度加速至所述速度阈值，并以所述速度阈值匀速，再从所述速度阈值以不大于所述减速阈值的加速度减速至所述目标速度的曲线；或者，若所述移动目标的速度曲线的组成包括加速曲线和/或减速曲线，则根据所述加速阈值、所述减速阈值和所述剩余目标距离，并基于正弦曲线速度拟合得到峰值速度和所述移动目标的速度曲线，所述移动目标在所述更新时间间隔内的速度曲线是从所述初始速度以不大于所述加速阈值的加速度加速至所述峰值速度，并从所述峰值速度以不大于所述减速阈值的加速度减速至所述目标速度的曲线，或者，所述移动目标的速度曲线是从所述初始速度以不大于所述减速阈值的加速度减速至所述目标速度的曲线，或者，所述移动目标的速度曲线是从所述初始速度以不大于所述加速阈值的加速度加速至所述目标速度的曲线；其中，所述峰值速度不大于所述速度阈值。
可选地，所述正弦曲线速度拟合是基于正弦曲线并通过牛顿迭代进行拟合，所述牛顿迭代的迭代终止条件包括初始速度误差、目标速度误差和距离误差中的至少一个误差不大于误差阈值；其中，所述初始速度误差是根据所述正弦曲线拟合得到的速度曲线的初始速度与所述初始速度之间的误差；所述目标速度误差是根据所述正弦曲线拟合得到的速度曲线的目标速度与所述目标速度之间的误差；所述距离误差是根据所述正弦曲线拟合得到的速度曲线的拟合距离与所述剩余目标距离之间的误差。
另一方面，提供了一种移动目标的速度控制装置，该装置包括：第一获取模块，用于获取移动目标的能力参数；第二获取模块，用于在设定的更新时间间隔到达时，获取所述移动目标在所述设定的更新时间间隔的开始时刻的状态参数以及所述移动目标的目标参数；所述状态参数至少包括所述移动目标的初始速度，所述目标参数至少包括所述移动目标的目标速度和所述移动目标的剩余目标距离；速度曲线获取模块，用于根据所述能力参数、所述目标参数和所述状态参数基于正弦曲线速度拟合得到所述移动目标的速度曲线；所述速度曲线是对所述移动目标在所述开始时刻以所述初始速度开始、经过所述剩余目标距离、达到所述目标速度为止的、因变于时间的速度的平滑变化进行建模；控制模块，用于根据所述移动目标的速度曲线控制所述移动目标在所述更新时间间隔内的速度。
在一种可能的实现方式中，所述速度曲线获取模块包括：确定子模块，用于根据所述能力参数、所述目标参数和所述状态参数确定所述移动目标的速度曲线的组成，所述速度曲线的组成是加速曲线、减速曲线和匀速曲线中的一种或者多种；获取子模块，用于根据所述移动目标的速度曲线的组成，并基于正弦曲线速度拟合得到所述移动目标的速度曲线。
在一种可能的实现方式中，所述能力参数包括所述移动目标的速度阈值、加速阈值和减速阈值，所述确定子模块用于，根据所述速度阈值、所述加速阈值、所述减速阈值、所述初始速度和所述目标速度，并基于正弦曲线速度拟合得到第一正弦速度曲线，根据所述第一正弦速度曲线获取第一拟合距离；若所述第一拟合距离不小于所述剩余目标距离，则所述移动目标的速度曲线的组成包括不匀速曲线；或者，若所述第一拟合距离小于所述剩余目标距离，则所述移动目标的速度曲线的组成包括匀速曲线；其中，所述第一正弦速度曲线是从所述初始速度以不大于所述加速阈值的加速度加速至所述速度阈值，并从所述速度阈值以不大于所述减速阈值的加速度减速至所述目标速度；所述第一拟合距离是所述移动目标根据所述第一正弦速度曲线移动所经过的距离。
在一种可能的实现方式中，所述获取子模块用于，若所述移动目标的速度曲线的组成包括加速曲线、匀速曲线和减速曲线，则根据所述第一正弦速度曲线、所述剩余目标距离和所述速度阈值，并基于正弦曲线速度拟合得到所述移动目标的速度曲线，所述移动目标的速度曲线是从所述初始速度以不大于所述加速阈值的加速度加速至所述速度阈值，并以所述速度阈值匀速，再从所述速度阈值以不大于所述减速阈值的加速度减速至所述目标速度的曲线；或者，若所述移动目标的速度曲线的组成包括加速曲线和/或减速曲线，则根据所述加速阈值、所述减速阈值和所述剩余目标距离，并基于正弦曲线速度拟合得到峰值速度和所述移动目标的速度曲线，所述移动目标在所述更新时间间隔内的速度曲线是从所述初始速度以不大于所述加速阈值的加速度加速至所述峰值速度，并从所述峰值速度以不大于所述减速阈值的加速度减速至所述目标速度的曲线，或者，所述移动目标的速度曲线是从所述初始速度以不大于所述减速阈值的加速度减速至所述目标速度的曲线，或者，所述移动目标的速度曲线是从所述初始速度以不大于所述加速阈值的加速度加速至所述目标速度的曲线；其中，所述峰值速度不大于所述速度阈值。
在一种可能的实现方式中，所述正弦曲线速度拟合是基于正弦曲线并通过牛顿迭代进行拟合，所述牛顿迭代的迭代终止条件包括初始速度误差、目标速度误差和距离误差中的至少一个误差不大于误差阈值；其中，所述初始速度误差是根据所述正弦曲线拟合得到的速度曲线的初始速度与所述初始速度之间的误差；所述目标速度误差是根据所述正弦曲线拟合得到的速度曲线的目标速度与所述目标速度之间的误差；所述距离误差是根据所述正弦曲线拟合得到的速度曲线的拟合距离与所述剩余目标距离之间的误差。
另一方面，提供了一种移动目标的速度控制装置，所述装置包括处理器和存储器，所述存储器中存储有至少一条指令，所述指令由所述处理器加载并执行以实现第一方面所述的移动目标的速度控制方法。
另一方面，提供了一种计算机可读存储介质，该存储介质中存储有至少一条指令，所述指令由处理器加载并执行以实现第一方面所述的移动目标的速度控制方法。
本公开提供的技术方案至少包括以下有益效果：
本公开根据移动目标的能力参数以及在设定的更新时间间隔到达时获得的移动目标的目标参数和状态参数获得移动目标的速度曲线，并在每个更新时间间隔内按照获得的速度曲线控制移动目标的速度，从而实现了对移动目标的速度的闭环控制，提高了对移动目标的控制精度。此外，基于正弦曲线速度拟合得到移动目标的速度曲线，可以得到更平滑的速度曲线，提高了移动目标的平稳性。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
图1示出了本公开实施例涉及的一个自动化控制***的架构图；
图2示出了本公开实施例提供的一个拟合速度曲线的示意图；
图3示出了本公开实施例提供的移动目标的速度曲线的示意图；
图4示出了本公开实施例提供的移动目标的速度曲线的示意图；
图5示出了本公开实施例提供的移动目标的速度曲线的示意图；
图6示出了本公开实施例提供的移动目标的速度曲线的示意图；
图7示出了本公开实施例提供的移动目标的速度控制方法的流程图；
图8示出了本公开实施例提供的移动目标的速度控制方法的流程图；
图9示出了本公开实施例提供的移动目标的速度曲线的示意图；
图10示出了本公开实施例提供的移动目标的速度控制装置的结构方框图；
图11示出了本公开实施例提供的移动目标的速度控制装置的结构方框图；
图12示出了本公开实施例提供的移动目标的速度控制装置的结构方框图。
具体实施方式
为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本公开实施方式作进一步地详细描述。
在对本公开进行详细的解释说明之前，先对本公开涉及的应用场景及相关技术予以介绍。
在自动化生产和科研中，需要对移动目标，例如，自动导引运输车(AutomatedGuided Vehicle，AGV)、数控机床的机械臂、机器人等的移动速度进行自动控制。移动目标需要进行频繁的加减速运动，对运动速度进行预处理，得到速度曲线，有利于对移动目标的移动速度进行精确控制。
一般地，对移动目标的运动速度进行的预处理是开环的，即，在对移动目标的运动进行预处理得到速度曲线，之后，控制该移动目标根据该速度曲线的速度进行运动直至目标位置。由于移动目标在运动中存在运动误差，例如，数控机床的机械臂的实际移动速度与速度曲线的速度之间存在误差，因而移动目标根据该速度曲线的速度进行运动的过程中会存在误差扩大，造成对移动目标的控制精度缺失的问题。本公开实施例所提供的速度控制方法能够根据在更新时间间隔的开始时刻获得的移动目标的状态参数对速度曲线进行更新，并根据更新后的速度曲线控制移动目标的运动，以解决移动目标的运动的过程中的误差扩大的问题。
参见图1，其示出了本公开实施例提供的速度控制方法所涉及的一个自动化控制***的架构图。在自动化控制***100中，至少包括一个速度控制单元110、传感器单元120和一个移动目标130。
速度控制单元110用于获得移动目标130的速度曲线，并根据移动目标130的速度曲线对移动目标130的移动速度进行控制；
可选地，该速度控制单元110可以是AGV的控制组件、数控机床的数控装置或者机器人的机器人控制器中的计算控制组件。
传感器单元120用于获得移动目标130的移动状态。该移动状态包含但不限于以下一项或者多项：移动目标130所处于的位置，移动目标130的速度和移动目标130的加速度。其中，移动目标130的加速度包括加速运动中的加速度和减速运动中的加速度。在本公开实施中，在加速运动和减速运动中，加速度的值都可以是非负数，其表示在加速运动或者减速运动中，速度变化的快慢，加速度的值越大，表示速度变化得越快，加速度的值越小，表示速度变化的越慢。
可选地，该传感器单元120可以是AGV、数控机床或者机器人中的传感器，该传感器包含但不限于以下传感器的一种或者多种：接近开关、压力传感器、旋转变压器、感应同步器和速度传感器。
移动目标130是速度控制单元110进行速度控制的目标。可选地，该移动目标130可以是AGV中的车体、数控机床的机械臂、机器人的手臂或者腿部等。
移动目标130具有能力参数，用于标识移动目标130的移动能力，能力参数包含但不限于以下参数中的一个或者多个：
速度阈值，用于表示对移动目标130设置的速度最大值；
加速阈值，用于表示对移动目标130设置的在加速运动中的加速度最大值；
减速阈值，用于表示对移动目标130设置的在减速运动中的加速度的最大值。示例性地，移动目标130在减速过程中的任一时刻的速度对时间的导数的绝对值不大于减速阈值。
移动目标130还具有目标参数，用于标识移动目标130根据速度曲线的速度移动所要达到的移动状态，目标参数包含但不限于以下参数中的一个或者多个：
目标速度，用于表示移动目标130所要达到的速度：
目标位置，用于表示移动目标130所要达到的位置；
移动目标130还具有状态参数，用于标识移动目标130当前所处于的移动状态，状态参数包含但不限于以下参数中的一个或者多个：
初始速度，用于表示移动目标130在开始时刻的速度；
初始位置，用于表示移动目标130在开始时刻的位置。
参见图2，其示出了基于正弦曲线速度拟合得到的拟合速度曲线，其包括拟合加速曲线和拟合减速曲线。
如图2所示，横坐标为时间t，纵坐标为速度v；拟合加速曲线是振幅为峰值速度vmax、最大斜率为acc的余弦曲线的单调递减部分经过翻转平移得到；拟合减速曲线是振幅为峰值速度vmax、最大斜率为dec的余弦曲线的单调递减部分经过平移得到；拟合加速曲线的起始坐标是(0,0)，其结束坐标为拟合加速曲线与拟合减速曲线的交点坐标(t1,vmax)，拟合减速曲线的起始坐标是(t1,vmax)，其结束坐标是(t2,0)。移动目标130根据该拟合速度曲线的速度从0时刻到t2时刻所经过的拟合距离的值是该拟合速度曲线与时间轴所组成的图形的面积。
需要说明的是，在该拟合速度曲线中，拟合加速曲线是非匀加速曲线；拟合减速曲线是非匀减速曲线。另外，以上是基于正弦曲线速度拟合得到拟合速度曲线的一个示例，本公开不限于基于其他类型的基于正弦和/或余弦曲线的速度拟合的方法。
本公开基于正弦曲线速度拟合得到的速度曲线是上述拟合速度曲线的部分或者全部，例如，移动目标130的速度曲线是拟合速度曲线从t0时刻到tf时刻之间的曲线。需要说明的是，t0时刻是移动目标130的开始时刻，该开始时刻用于标识移动目标130的速度曲线的在时间轴上的开始时刻，并不表示实际的时间。tf时刻是移动目标的结束时刻，该结束时刻用于标识移动目标130的速度曲线在时间轴上的结束时刻，并不表示实际的时间。例如，根据上述拟合速度曲线得到的移动目标130的速度曲线的t0时刻是10秒，实际的时间可能是10:25:10；tf时刻是20秒，实际上的时间可能是10:25:20。
根据移动目标130的能力参数和状态参数基于正弦曲线速度拟合得到速度曲线可能包括以下情况。
情况1、速度曲线包括两种曲线，一种曲线为拟合加速曲线部分或者全部，另一种曲线为拟合减速曲线的部分或者全部，该速度曲线中的峰值速度是vmax，vmax不大于速度阈值va。
以图3所示速度曲线为例，该速度曲线是图2所示速度拟合曲线的部分，t0是移动目标130根据速度曲线的开始时刻；
tf是移动目标130根据速度曲线的结束时刻；
t1是移动目标130根据速度曲线从加速转换到减速的时刻；
v0是该速度曲线在t0时刻的速度；
vf是该速度曲线在tf时刻的速度；
vmax是该速度曲线中的峰值速度，是该速度曲线在t1时刻的速度；
起始点是起始时刻上述速度曲线上的坐标点；
结束点是结束时刻上述速度曲线上的坐标点；
交点是加速和减速的切换点。
其中，0≤t0<t1<tf。
根据图3所示速度曲线，移动目标130从v0加速到vmax，并从vmax减速到vf，在此期间(t0时刻到tf时刻)，移动目标130经过的距离为图3中的阴影部分的面积。
情况2、速度曲线包括三种曲线，一种曲线为拟合加速曲线部分或者全部，一种曲线为匀速曲线，还有一种曲线为拟合减速曲线的部分或者全部，拟合速度曲线中的峰值速度是vmax，vmax不大于va。
以图4所示速度曲线为例，该速度曲线由图2所示速度拟合曲线的部分和速度为vmax的匀速曲线组成，移动目标130从v0加速到vmax，并以vmax匀速运动，并从vmax减速到vf，在此期间(t0时刻到tf时刻)，移动目标130经过的距离为图4中的阴影部分的面积。图4中的参数参见图3相关的参数说明，在此不再赘述。
情况3、速度曲线包括拟合减速曲线的部分或者全部。
以图5所示速度曲线为例，该速度曲线是图2所示速度拟合曲线的拟合减速曲线的部分，移动目标130从v0减速到vf，在此期间(t0时刻到tf时刻)，移动目标130经过的距离为图5中的阴影部分的面积。其中，t1≤t0<tf。图5中的参数参见图3相关的参数说明，在此不再赘述。
情况4、速度曲线包括拟合加速曲线的部分或者全部。
以图6所示速度曲线为例，该速度曲线是图2所示速度拟合曲线的部分，移动目标130从v0加速到vf，在此期间(t0时刻到tf时刻)，移动目标130经过的距离为图6中的阴影部分的面积。其中，0≤t0<tf≤t1。图6中的参数参见图3相关的参数说明，在此不再赘述。
需要说明的是，本公开实施例中的速度可以是线速度或者角速度等；加速度可以是线加速度或者角加速度等；距离可以是直线距离或者曲线距离等，本公开不做限制。
参见图7，其示出了本公开实施例提供的移动目标的速度控制的方法的流程图，以该方法应用于图1所示自动化控制***为例进行说明，该方法包括：
步骤701、获取移动目标的能力参数。
其中，能力参数用于标识移动目标的移动能力。可选地，移动目标的能力参数包括但不限于以下参数中的一个或者多个：移动目标的速度阈值、加速阈值和减速阈值。
在一种可能的实现方式中，速度控制单元可以用于获得移动目标的能力参数，示例性地，步骤701包括：速度控制单元通过用户交互界面获得移动目标的能力参数，例如，通过该用户交互界面获得用户输入的移动目标的能力参数，例如速度阈值、加速阈值和减速阈值等，并输出至速度控制单元。
可选地，该用户交互界面可以包含于图1所示自动化控制***中的任一组件中，还可以包含于除图1所示自动化控制***之外的其他装置，例如，用户智能终端。
在另一种可能的实现方式中，速度控制单元从图1所示自动化控制***还包括的存储单元中获得移动目标的能力参数，该能力参数可以是预置于该存储单元中，还可以是接收用户的设置行为并存储于该存储单元中。
步骤702、在设定的更新时间间隔到达时，获取移动目标在设定的更新时间间隔的开始时刻的状态参数以及移动目标的目标参数。
其中，状态参数至少包括移动目标的初始速度，目标参数至少包括移动目标的目标速度和移动目标的剩余目标距离。移动目标的剩余目标距离用于表示移动目标的当前位置与控制移动目标到达的目标位置之间的距离。
在本公开实施例中，更新时间间隔用于标识对速度曲线进行更新的时间段，在该更新时间间隔的开始时刻，计算移动目标的速度曲线，并根据该计算得到的速度曲线控制移动目标的移动。可选地，设定的更新时间间隔可以是预先设置的进行速度曲线更新的更新时间间隔，例如，预先设置每隔5秒进行速度曲线更新，则每5秒为设定的更新时间间隔；设定的更新时间间隔还可以是通过人机交互界面获取的指定时间，例如，通过人机交互界面获取设定的更新时间间隔为10:31-10:36。
开始时刻是对移动目标进行速度控制的开始时刻，也即更新时间间隔的开始时刻。在移动目标经过剩余目标距离达到目标速度的时刻是结束时刻，结束时刻是对移动目标进行速度控制的结束时刻，该结束时刻可以是该更新时间间隔的结束时刻，也可以是该更新时间间隔之后的某个时刻。可选地，在对移动目标进行速度控制的过程中可以包括一个或者多个更新时间间隔。
速度控制单元获得目标参数的一种可能的实现方式包括：速度控制单元通过用户交互界面获得移动目标在更新时间间隔内的目标参数，参见步骤701中获得能力参数的实现方式，在此不再赘述。
在另一种可能的实现方式中，速度控制单元从图1所示自动化控制***中的其他组件获得目标参数，例如传感器组件。
在又一种可能的实现方式中，速度控制单元获得该速度控制单元或者图1所示自动化控制***中的另一速度控制单元所得到的另一移动目标的速度曲线，并根据该另一移动目标的速度曲线获得该移动目标的目标参数。
示例性地，移动目标是机器人的右腿，另一移动目标是机器人的左腿，速度控制单元获得机器人的左腿的速度曲线，以此获得机器人的左腿的速度、加速度和/或移动距离等，并基于该机器人的左腿的速度曲线得到机器人的右腿的目标参数。
在一种可能的实现方式中，速度控制单元在更新时间间隔内从传感器单元获取移动目标的状态参数，该移动目标的状态参数是在该更新时间间隔的开始时刻移动目标的状态参数。
需要说明的是，移动目标在多个更新时间间隔内的目标参数可以是相同的，也可以是不同的。示例性地，用户可以通过人机交互界面，对当前更新时间间隔内的目标速度和/或剩余目标距离进行重新设置。
类似地，移动目标在多个更新时间间隔内的能力参数可以是相同的，也可以是不同的。
步骤703、根据能力参数、目标参数和状态参数基于正弦曲线速度拟合得到移动目标的速度曲线。
其中，速度曲线是对移动目标在开始时刻以初始速度开始、经过剩余目标距离、达到目标速度为止的、因变于时间的速度的平滑变化进行建模。
基于正弦曲线速度拟合的方法参见图2相关说明，在此不再赘述。
在一种可能的实现方式中，步骤703包括，执行以下步骤：
步骤一：根据能力参数、目标参数和状态参数判断移动目标在该更新时间间隔内的速度曲线的组成。
步骤一用于判断移动目标在该更新时间间隔内的速度曲线的组成，即包含但不限于以下曲线中的一个或者多个：加速曲线、匀速曲线和减速曲线。
需要说明的是，若该移动目标的速度曲线的组成是两个或者多于两个，对于其中任意两个相邻曲线，该两个相邻曲线在时间轴上和速度轴上都是连接的，即位于时间轴的相对较前的曲线的末速度等于位于时间轴相对较后的曲线的初速度。
步骤一的一种可能的实现方式是：根据能力参数、目标参数和状态参数判断移动目标的速度曲线是否包括匀速曲线。
进一步地，步骤一包括：
根据速度阈值、加速阈值、减速阈值、初始速度和移动目标的目标速度，并基于正弦曲线速度拟合得到第一正弦速度曲线，并根据第一正弦速度曲线获取第一拟合距离，第一正弦速度曲线是从第一初始速度以不大于加速阈值的加速度加速至速度阈值，并从速度阈值以不大于减速阈值的加速度减速至第一目标速度，第一拟合距离是移动目标根据第一正弦速度曲线移动所经过的距离；
若第一拟合距离不小于(大于或者等于)移动目标的剩余目标距离，则移动目标的速度曲线的组成不包括匀速曲线；或者，
若第一拟合距离小于移动目标的剩余目标距离，则移动目标的速度曲线的组成包括匀速曲线。
第一正弦速度曲线是在仅包括拟合加速曲线和拟合减速曲线的情况下，基于正弦曲线速度拟合得到的拟合速度曲线，该第一正弦速度曲线中，拟合加速曲线部分达到了加速阈值，拟合减速曲线部分达到了减速阈值，且拟合加速曲线和拟合减速曲线的交点是速度阈值，该曲线是基于正弦曲线速度拟合的从移动目标的初速速度到目标速度的最速曲线(即耗时最短)；若第一拟合距离大于或者等于移动目标的剩余目标距离，则说明可以根据该最速曲线控制移动目标的移动速度，使得移动目标到达目标位置，其耗时是基于正弦曲线速度拟合的最短耗时；若第一拟合距离小于移动目标的剩余目标距离，则说明根据该最速曲线控制移动目标的移动速度，在移动目标达到目标速度时，还未达到剩余目标距离，移动目标的速度曲线还需要包括匀速曲线。
在一种可能的实现方式中，可以得到理想的第一正弦速度曲线，即第一初始速度等于移动目标在本更新时间间隔开始时刻的初始速度，第一目标速度等于移动目标的目标速度。
在另一种可能的实现方式中，无法得到理想的第一正弦速度曲线，即第一初始速度不等于初始速度，其差值为初始速度误差；第一目标速度不等于目标速度，其差值为目标速度误差。
步骤二：根据移动目标的速度曲线的组成，并基于正弦曲线速度拟合得到移动目标的速度曲线。
进一步地，步骤二包括：
若移动目标的速度曲线的组成包括加速曲线、匀速曲线和减速曲线，则根据第一正弦速度曲线、剩余目标距离和速度阈值，并基于正弦曲线速度拟合得到移动目标的速度曲线，移动目标的速度曲线是从第二初始速度以不大于加速阈值的加速度加速至速度阈值，并以速度阈值匀速，并从速度阈值以不大于减速阈值的加速度减速至第二目标速度的曲线，示例性地，参见图4所示情况2的相关说明；
或者，若移动目标的速度曲线的组成包括加速曲线和减速曲线，则在更新时间间隔内根据加速阈值、减速阈值和剩余目标距离，并基于正弦曲线速度拟合得到峰值速度和移动目标的速度曲线，该移动目标的速度曲线是从第三初始速度以不大于加速阈值的加速度加速至峰值速度，并从峰值速度以不大于减速阈值的加速度减速至第三目标速度的曲线，示例性地，参见图3所示情况1的相关说明；
或者，若移动目标的速度曲线的组成包括减速曲线，则在更新时间间隔内根据加速阈值、减速阈值和移动目标的剩余目标距离，并基于正弦曲线速度拟合得到峰值速度和移动目标的速度曲线，该移动目标的速度曲线是从第三初始速度以不大于减速阈值的加速度减速至第三目标速度的曲线，示例性地，参见图5所示情况3的相关说明；
或者，若移动目标的速度曲线的组成包括加速曲线，则在更新时间间隔内根据加速阈值、减速阈值和移动目标的剩余目标距离，并基于正弦曲线速度拟合得到峰值速度和移动目标的速度曲线，该移动目标的速度曲线是从第三初始速度以不大于加速阈值的加速度加速至第三目标速度的曲线，示例性地，参见图6所示情况4的相关说明。
其中，峰值速度不大于速度阈值。
在一种可能的实现方式中，可以得到理想的第二正弦速度曲线，即第二初始速度等于初始速度，第二目标速度等于目标速度；可以得到理想的第三正弦速度曲线，即第三初始速度等于初始速度，第三目标速度等于目标速度。
在另一种可能的实现方式中，无法得到理想的第二正弦速度曲线，即第二初始速度不等于初始速度，其差值为初始速度误差；第二目标速度不等于目标速度，其差值为目标速度误差；无法得到理想的第三正弦速度曲线，即第三初始速度不等于初始速度，其差值为初始速度误差；第三目标速度不等于目标速度，其差值为目标速度误差。
可选地，若移动目标的速度曲线包括匀速曲线，移动目标的速度曲线的加速曲线与前述第一正弦速度曲线的加速曲线相同，移动目标的速度曲线的匀速曲线的速度是速度阈值，该匀速曲线的持续时间是前述第一拟合距离与剩余目标距离的差值除以速度阈值所得到的值，移动目标的速度曲线的减速曲线是前述第一正弦速度曲线的减速曲线在时间轴上向后平移得到，在时间轴上平移的时间是匀速曲线的持续时间。
在理想拟合状态下，根据步骤703所得到的移动目标的速度曲线在开始时刻的速度等于移动目标的初始速度，在结束时刻的速度等于移动目标的目标速度，移动目标根据移动目标的速度曲线从开始时刻到移动结束时刻所经过的距离等于移动目标的剩余目标距离。但由于速度控制单元的计算能力以及计算时间的限制，实际得到的移动目标的速度曲线与理想拟合状态下移动目标的速度曲线一般存在误差，该误差在一定的误差阈值的范围内是可接受的。可选地，该误差阈值是可设置的。示例性地，该误差阈值为0.001。
该误差可以表现为以下误差中的一个或者多个：
初始速度误差：是根据正弦曲线拟合得到的速度曲线的初始速度与移动目标的初始速度之间的误差；
目标速度误差：是根据正弦曲线拟合得到的速度曲线的目标速度与移动目标的目标速度之间的误差；
距离误差：是根据正弦曲线拟合得到的速度曲线的拟合距离与移动目标的剩余目标距离之间的误差。
在一种可能的实现方式中，本公开实施例所采用的正弦曲线速度拟合是基于正弦曲线并通过牛顿迭代进行拟合，该牛顿迭代的迭代终止条件是以下误差中的一个或者多个不大于误差阈值：初始速度误差、目标速度误差和距离误差。
可选地，在通过牛顿迭代进行拟合的过程中，可以将在前一个更新时间间隔内获得的移动目标的速度曲线和/或该速度曲线的相关参数作为在当前更新时间间隔中获取移动目标的速度曲线的过程的先知条件，以此减少当前更新时间间隔内获取移动目标的速度曲线的计算量和处理时间。可选地，该速度曲线的相关参数可以是一次牛顿迭代中得到的解，例如步骤B1、B4或者C1中的f＝[f1,f2,f3]；可以将在前一个更新时间间隔内获得的一次牛顿迭代的解f＝[f1,f2,f3]作为当前更新时间间隔中获取移动目标的速度曲线的牛顿迭代中的第一次迭代的初始值。
示例性地，以下以基于图2所述正弦速度曲线拟合的方法为例，对步骤703进行说明，在该种实施方式中，步骤703包括：
步骤A：基于正弦曲线速度拟合得到第一拟合速度曲线；根据该第一拟合速度曲线判断移动目标的速度曲线是否包括匀速曲线；若包括匀速曲线，则根据第一拟合速度曲线得到移动目标的速度曲线。
其中，该第一拟合速度曲线是峰值速度为该移动目标的速度阈值的曲线。
可选地，该判断可以基于第一拟合距离完成，该第一拟合距离是移动目标根据该第一拟合速度曲线移动从t0到tf所经过的距离。
在一种可能的实施方式中，步骤A包括步骤A1-A3。
步骤A1：基于正弦曲线速度拟合得到第一拟合速度曲线，该第一拟合速度曲线可以用速度关于时间的函数表示，示例性地，可以用公式1表示，其中，t1是获得峰值速度vmax的时刻，t1＝π·vmax/(2·acc),vmax等于va。
Figure BDA0001820052900000151
根据第一拟合速度曲线、v0和vf获得t0和tf，其中，0≤t0<t1<tf≤t2，并根据第一拟合速度曲线、t0和tf获得第一正弦速度曲线，该第一正弦速度曲线是第一拟合速度曲线中的t∈[t0,tf]部分。
步骤A2：根据第一正弦速度曲线获得第一拟合距离，第一拟合距离是St|t＝tf-St|t＝t0，其中St可以用第一正弦速度曲线的距离关于时间的函数表示，示例性地，可以用公式2表示。
Figure BDA0001820052900000152
若第一拟合距离小于剩余目标距离，则执行步骤A3；若第一拟合距离等于剩余目标距离，则执行步骤A4；若第一拟合距离大于剩余目标距离，则执行步骤B。
步骤A3：若第一拟合距离小于剩余目标距离，根据第一正弦速度曲线获得移动目标的速度曲线，移动目标的速度曲线的加速曲线与第一正弦速度曲线的加速曲线相同，移动目标的速度曲线的匀速曲线的速度是速度阈值，该匀速曲线的持续时间是第一拟合距离与剩余目标距离的差值除以速度阈值所得到的值，移动目标的速度曲线的减速曲线是第一正弦速度曲线的减速曲线在时间轴上向后平移得到，在时间轴上平移的时间是匀速曲线的持续时间，该移动目标的速度曲线的加速曲线、匀速曲线和减速曲线是顺序连接的。
步骤A4：若第一拟合距离等于剩余目标距离，将第一正弦速度曲线作为移动目标的速度曲线，该曲线是先加速后减速曲线，则该更新时间间隔内获得移动目标的速度曲线的流程结束。
步骤B：若第一拟合距离大于剩余目标距离，则移动目标的速度曲线不包括匀速曲线，第一拟合速度曲线不能满足移动目标的目标参数，则根据移动目标的初始速度、目标速度和剩余目标距离，继续判断移动目标的速度曲线是否为单纯加速曲线或单纯减速曲线；若移动目标的速度曲线是单纯加速曲线或单纯减速曲线，则根据移动目标的能力参数、目标参数和状态参数得到单纯加速曲线或者单纯减速曲线作为移动目标的速度曲线。
在一种可能的实现方式中，步骤B包括步骤B1-B6中的一项或者多项；若v0<vf，则执行步骤B1；否则，执行步骤B4。
步骤B1：若v0<vf，则根据公式3、v0、vf和剩余目标距离sres获得t0和vmax，其中，vmax小于va。
Figure BDA0001820052900000161
其中，已知v0、vf和sres，求解公式3的过程如下：
采用牛顿迭代的方法进行求解：
令f1＝v0-vinit,f2＝vf-vfinal，f3＝st-sres，f＝[f1,f2,f3]，x＝[t0,tf,vmax]。
其中，vinit是移动目标的初始速度，vfinal是移动目标的目标速度，sres是移动目标的剩余目标距离。
通过以下雅克比矩阵，即公式4～6求解t0、tf和vmax：
Figure BDA0001820052900000171
Figure BDA0001820052900000172
Figure BDA0001820052900000173
求解公式4～6的过程如下：
基于公式7～8以牛顿迭代的方法获取公式7～8的解，使得后一个牛顿迭代的解的f＝[f1,f2,f3]小于前一次牛顿迭代的解的f＝[f1,f2,f3]。其中，k为收敛系数。
令
Figure BDA0001820052900000174
x(k+1)＝x(k)-k·F′(x(k))-1F(x(k)) (8)
步骤B2：根据公式3和vmax获得第二拟合速度曲线，第二拟合速度曲线可以用公式3表示，其中，t1＝π·vmax/(2·acc)。
步骤B3：根据第二拟合曲线的t∈[t0,tf]部分获得第二拟合距离，其中，0≤t0<tf≤t1，该第二拟合距离可以根据第二拟合曲线和公式3得到。
若第二拟合距离等于剩余目标距离，则将第二拟合曲线的t∈[t0,tf]部分作为移动目标的速度曲线，该速度曲线是加速曲线，则该更新时间间隔内获得移动目标的速度曲线的流程结束。
若第二拟合距离小于剩余目标距离，执行步骤C。
步骤B4：若v0>vf，则根据公式9、v0、vf和剩余目标距离sres获得t0和vmax，其中，vmax小于va。
Figure BDA0001820052900000181
其中，已知v0、vf和sres，求解公式9的过程如下：
采用牛顿迭代的方法进行求解：
令f1＝v0-vinit,f2＝vf-vfinal，f3＝st-sres，f＝[f1,f2,f3]，x＝[t0,tf,vmax]。
通过以下雅克比矩阵，即公式10～12求解t0、tf和vmax：
Figure BDA0001820052900000182
Figure BDA0001820052900000183
Figure BDA0001820052900000184
求解公式10～12的过程如下：
基于公式7～8以牛顿迭代的方法获取公式7～8的解，使得后一个牛顿迭代的解的f＝[f1,f2,f3]小于前一次牛顿迭代的解的f＝[f1,f2,f3]。其中，k为收敛系数。
需要说明的是，为了减少计算量，可以不进行步骤B4中的t0和vmax的计算，而是采用步骤B1中得到的vmax的值作为步骤B5中的vmax。因此，步骤B4是可选的。
步骤B5：根据公式9和vmax获得第三拟合速度曲线，第三拟合速度曲线可以用公式9表示，其中，t1＝π·vmax/(2·acc)。
步骤B6：根据第三拟合曲线的t∈[t0,tf]部分获得第三拟合距离，其中，t1≤t0<tf≤t2，该第三拟合距离可以根据第三拟合曲线和公式9得到。
若第三拟合距离不小于剩余目标距离，则将第三拟合曲线的t∈[t0,tf]部分作为移动目标的速度曲线，该速度曲线是减速曲线，则该更新时间间隔内获得移动目标的速度曲线的流程结束。
若步骤B3中得到的第二拟合距离或者B6中得到的第三拟合距离小于剩余目标距离，则执行步骤C。
步骤C：若移动目标的速度曲线不包括匀速曲线，且不能根据第一拟合速度曲线得到移动目标的速度曲线，且判断移动目标的速度曲线不是加速曲线或减速曲线，则根据移动目标的能力参数、目标参数和状态参数得到先加速后减速曲线作为移动目标的速度曲线。
在一种可能的实现方式中，步骤C包括步骤C1-C3。
步骤C1：根据公式13、v0、vf和剩余目标距离sres获得t0、tf和vmax，其中，vmax小于va。
Figure BDA0001820052900000191
其中，已知v0、vf和sres，求解公式3的过程如下：
采用牛顿迭代的方法进行求解：
令f1＝v0-vinit,f2＝vf-vfinal，f3＝st-sres，f＝[f1,f2,f3]，x＝[t0,tf,vmax]。
其中，vinit是移动目标的初始速度，vfinal是移动目标的目标速度，sres是移动目标的剩余目标距离。
通过以下雅克比矩阵，即公式14～16求解t0、tf和vmax：
Figure BDA0001820052900000192
Figure BDA0001820052900000201
Figure BDA0001820052900000202
求解公式14～16的过程如下：
基于公式7～8以牛顿迭代的方法获取公式7～8的解，使得后一个牛顿迭代的解的f＝[f1,f2,f3]小于前一次牛顿迭代的解的f＝[f1,f2,f3]。其中，k为收敛系数。
步骤C2：根据公式13和vmax获得第四拟合速度曲线，第四拟合速度曲线可以用公式13表示，其中，t1＝π·vmax/(2·acc)，根据第四拟合曲线的t∈[t0,tf]部分获得到的第四拟合距离等于剩余目标距离，该第四拟合距离可以根据第四拟合曲线和公式13得到。
步骤C3：将第二拟合曲线的t∈[t0,tf]部分作为移动目标的速度曲线，该速度曲线是先加速后减速曲线，则该更新时间间隔内获得移动目标的速度曲线的流程结束。
需要说明的是，公式1～16中的参数参见前述说明，在此不再赘述。
步骤704、根据移动目标的速度曲线控制移动目标在更新时间间隔内的速度。
在一种可能的实现方式中，根据步骤703中得到的移动目标的速度曲线的t∈[t0,t0+T]段的速度控制该移动目标从t0时刻到t0+T时刻的速度，其中，T是更新时间间隔的值。
该控制可以通过数控机床或者机器人中的电控单元实现。
可选地，若在移动目标的移动过程中包括多个更新时间间隔，则在其中每个更新时间间隔内，重复步骤702～704，以在该更新时间间隔内获得移动目标的速度曲线，并在该更新时间间隔内根据获得的速度曲线控制移动目标的运动，直至移动目标经过剩余目标距离移动至目标位置。
本公开根据移动目标的能力参数以及在设定的更新时间间隔到达时获得的移动目标的目标参数和状态参数获得移动目标的速度曲线，并在每个更新时间间隔内按照获得的速度曲线控制移动目标的速度，从而实现了对移动目标的速度的闭环控制，提高了对移动目标的控制精度。此外，基于正弦曲线速度拟合得到移动目标的速度曲线，可以得到更平滑的速度曲线，提高了移动目标的平稳性。
此外，基于正弦曲线速度拟合得到移动目标的速度曲线，可以得到更平滑的速度曲线，进一步提高了移动目标的平稳性。
参见图8，其示出了本公开实施例提供的移动目标的速度控制的方法的流程图，以该方法应用于图1所示自动化控制***为例进行说明，该方法包括：
步骤801、获取移动目标的加速阈值、减速阈值和速度阈值。
例如，加速阈值为1000mm/s2，减速阈值为1000mm/s2，速度阈值为1000mm/s。
步骤802、在第一更新时间间隔到达时，获取移动目标在第一更新时间间隔的开始时刻的第一初始速度、第一目标速度和第一剩余目标距离。
例如，第一初始速度为0mm/s，第一目标速度为0mm/s，第一剩余目标距离为1000mm。
其中，第一更新时间间隔为t＝0～1s。
步骤803、根据移动目标的加速阈值、减速阈值、速度阈值、第一初始速度、第一目标速度和第一剩余目标距离基于正弦曲线速度拟合得到移动目标的第一速度曲线。
参见图9，其示出了本公开实施例中的第一速度曲线和第二速度曲线的速度(v)对时间(t)的函数的曲线图。如图9所示，第一速度曲线是先加速后减速曲线，其峰值速度小于速度阈值。
步骤804、在第一更新时间间隔内根据第一速度曲线控制移动目标的速度。
步骤805、在第二更新时间间隔到达时，获取移动目标在第二更新时间间隔的开始时刻的第二初始速度、第二目标速度和第二剩余目标距离。
假设在第一更新时间间隔内，若根据第一速度曲线控制移动目标的速度且没有误差，则在t＝1s时，移动目标经过的距离为300mm；由于存在控制过程中的误差，在达到t＝1s时，移动目标实际经过的距离为400mm，比理想值多了100mm，第二剩余目标距离为1000mm-400mm＝600mm，则需要根据移动目标的实际状态参数重新计算移动目标的速度曲线。
假设，第二初始速度为728mm/s，第二目标速度为0，第二剩余目标距离为600mm。其中，第二更新时间间隔的开始时刻为t＝1s。
步骤806、根据移动目标的加速阈值、减速阈值、速度阈值、第二初始速度、第二目标速度和第二剩余目标距离基于正弦曲线速度拟合得到移动目标的第二速度曲线。
如图9所示，第二速度曲线是先加速后减速曲线，其峰值速度小于速度阈值，且小于第一速度曲线的峰值速度。
步骤807、在第二更新时间间隔内根据第二速度曲线控制移动目标的速度。
需要说明的是，本公开实施例不限于第一更新时间间隔和第二更新时间间隔中的两次对速度曲线的更新，还可以在结束时刻前的其他多次更新时间间隔中对速度曲线进行更新并根据更新后的速度曲线对移动目标进行控制，本公开对此不做限制。
本公开根据移动目标的能力参数以及在设定的更新时间间隔到达时获得的移动目标的目标参数和状态参数获得移动目标的速度曲线，并在每个更新时间间隔内按照获得的速度曲线控制移动目标的速度，从而实现了对移动目标的速度的闭环控制，提高了对移动目标的控制精度。此外，基于正弦曲线速度拟合得到移动目标的速度曲线，可以得到更平滑的速度曲线，提高了移动目标的平稳性。
此外，基于正弦曲线速度拟合得到移动目标的速度曲线，可以得到更平滑的速度曲线，进一步提高了移动目标的平稳性。
下述为本公开装置实施例，对于装置实施例中未详尽描述的细节，可以参考上述方法实施例。
请参考图10，其示出了本公开实施例提供的移动目标的速度控制装置1000的结构方框图。该装置包括：第一获取模块1010、第二获取模块1020、速度曲线获取模块1030和控制模块1040。
第一获取模块1010，用于获取移动目标的能力参数。
第二获取模块1020，用于在设定的更新时间间隔到达时，获取移动目标在设定的更新时间间隔的开始时刻的状态参数以及移动目标的目标参数；状态参数至少包括移动目标的初始速度，目标参数至少包括移动目标的目标速度和移动目标的剩余目标距离。
速度曲线获取模块1030，用于根据能力参数、目标参数和状态参数基于正弦曲线速度拟合得到移动目标的速度曲线；速度曲线是对移动目标在开始时刻以初始速度开始、经过剩余目标距离、达到目标速度为止的、因变于时间的速度的平滑变化进行建模。
控制模块1040，用于根据移动目标的速度曲线控制移动目标在更新时间间隔内的速度。
本公开根据移动目标的能力参数以及在设定的更新时间间隔到达时获得的移动目标的目标参数和状态参数获得移动目标的速度曲线，并在每个更新时间间隔内按照获得的速度曲线控制移动目标的速度，从而实现了对移动目标的速度的闭环控制，提高了对移动目标的控制精度。此外，基于正弦曲线速度拟合得到移动目标的速度曲线，可以得到更平滑的速度曲线，提高了移动目标的平稳性。
在一种可能的实施方式中，如图11所示，该速度曲线获取模块1030包括：
确定子模块1031，用于根据能力参数、目标参数和状态参数确定移动目标的速度曲线的组成，速度曲线的组成是加速曲线、减速曲线和匀速曲线中的一种或者多种。
获取子模块1032，用于根据移动目标的速度曲线的组成，并基于正弦曲线速度拟合得到移动目标的速度曲线。
可选地，能力参数包括移动目标的速度阈值、加速阈值和减速阈值。
在一种可能的实施方式中，该确定子模块1031，用于根据速度阈值、加速阈值、减速阈值、初始速度和目标速度，并基于正弦曲线速度拟合得到第一正弦速度曲线，根据第一正弦速度曲线获取第一拟合距离；若第一拟合距离不小于剩余目标距离，则移动目标的速度曲线的组成不包括匀速曲线；或者，若第一拟合距离小于剩余目标距离，则移动目标的速度曲线的组成包括匀速曲线；其中，第一正弦速度曲线是从初始速度以不大于加速阈值的加速度加速至速度阈值，并从速度阈值以不大于减速阈值的加速度减速至目标速度；第一拟合距离是移动目标根据第一正弦速度曲线移动所经过的距离。
在另一种可能的实施方式中，获取子模块1032，用于若移动目标的速度曲线的组成包括加速曲线、匀速曲线和减速曲线，则根据第一正弦速度曲线、剩余目标距离和速度阈值，并基于正弦曲线速度拟合得到移动目标的速度曲线，移动目标的速度曲线是从初始速度以不大于加速阈值的加速度加速至速度阈值，并以速度阈值匀速，再从速度阈值以不大于减速阈值的加速度减速至目标速度的曲线；或者，若移动目标的速度曲线的组成包括加速曲线和/或减速曲线，则根据加速阈值、减速阈值和剩余目标距离，并基于正弦曲线速度拟合得到峰值速度和移动目标的速度曲线，移动目标的速度曲线是从初始速度以不大于所述加速阈值的加速度加速至所述峰值速度，并从所述峰值速度以不大于减速阈值的加速度减速至目标速度的曲线，或者，移动目标的速度曲线是从初始速度以不大于减速阈值的加速度减速至目标速度的曲线，或者，移动目标的速度曲线是从初始速度以不大于加速阈值的加速度加速至目标速度的曲线；其中，峰值速度不大于速度阈值。
可选地，本公开实施例所采用的正弦曲线速度拟合是基于正弦曲线并通过牛顿迭代进行拟合，该牛顿迭代的迭代终止条件是以下误差中的一个或者多个不大于误差阈值：初始速度误差、目标速度误差和距离误差。
参见图12，其示出了本公开实施例提供的一种移动目标的速度控制装置1200的结构示意图。该装置可能是服务器或者终端，具体来讲：
移动目标的速度控制装置1200包括中央处理单元(CPU)1201、包括随机存取存储器(RAM)1202和只读存储器(ROM)1203的***存储器1204，以及连接***存储器1204和中央处理单元1201的***总线1205。移动目标的速度控制装置1200还包括帮助计算机内的各个器件之间传输信息的基本输入/输出***(I/O***)1206，和用于存储操作***1213、应用程序1214和其他程序模块1215的大容量存储设备1207。
基本输入/输出***1206包括有用于显示信息的显示器1208和用于用户输入信息的诸如鼠标、键盘之类的输入设备1209。其中显示器1208和输入设备1209都通过连接到***总线1205的输入输出控制器1210连接到中央处理单元1201。基本输入/输出***1206还可以包括输入输出控制器1210以用于接收和处理来自键盘、鼠标、或电子触控笔等多个其他设备的输入。类似地，输入输出控制器1210还提供输出到显示屏、打印机或其他类型的输出设备。
大容量存储设备1207通过连接到***总线1205的大容量存储控制器(未示出)连接到中央处理单元1201。大容量存储设备1207及其相关联的计算机可读介质为移动目标的速度控制装置1200提供非易失性存储。也就是说，大容量存储设备1207可以包括诸如硬盘或者CD-ROM驱动器之类的计算机可读介质(未示出)。
不失一般性，计算机可读介质可以包括计算机存储介质和通信介质。计算机存储介质包括以用于存储诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据等信息的任何方法或技术实现的易失性和非易失性、可移动和不可移动介质。计算机存储介质包括RAM、ROM、EPROM、EEPROM、闪存或其他固态存储其技术，CD-ROM、DVD或其他光学存储、磁带盒、磁带、磁盘存储或其他磁性存储设备。当然，本领域技术人员可知计算机存储介质不局限于上述几种。上述的***存储器1204和大容量存储设备1207可以统称为存储器。
根据本公开的各种实施例，移动目标的速度控制装置1200还可以通过诸如因特网等网络连接到网络上的远程计算机运行。也即移动目标的速度控制装置1200可以通过连接在***总线1205上的网络接口单元1211连接到网络1212，或者说，也可以使用网络接口单元1211来连接到其他类型的网络或远程计算机***(未示出)。
上述存储器还包括一个或者一个以上的程序，一个或者一个以上程序存储于存储器中，被配置由CPU执行。所述一个或者一个以上程序包含用于进行图2-9其中任一所提供的移动目标的速度控制方法的指令。
本公开实施例还提供了一种非临时性计算机可读存储介质，当所述存储介质中的指令由计算***的处理器执行时，使得计算***能够执行图2-9其中任一提供的移动目标的速度控制方法。
一种包含指令的计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得计算机执行进行图2-9其中任一提供的移动目标的速度控制方法的指令。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由权利要求指出。

Claims (12)

1.一种移动目标的速度控制方法，其特征在于，所述方法包括：
获取移动目标的能力参数；
在设定的更新时间间隔到达时，获取所述移动目标在所述设定的更新时间间隔的开始时刻的状态参数以及所述移动目标的目标参数；所述状态参数至少包括所述移动目标的初始速度，所述目标参数至少包括所述移动目标的目标速度和所述移动目标的剩余目标距离；
根据所述能力参数、所述目标参数和所述状态参数基于正弦曲线速度拟合得到所述移动目标的速度曲线；所述速度曲线是对所述移动目标在所述开始时刻以所述初始速度开始、经过所述剩余目标距离、达到所述目标速度为止的、因变于时间的速度的平滑变化进行建模；
根据所述移动目标的速度曲线控制所述移动目标在所述更新时间间隔内的速度。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述能力参数、所述目标参数和所述状态参数基于正弦曲线速度拟合得到所述移动目标的速度曲线，包括：
根据所述能力参数、所述目标参数和所述状态参数确定所述移动目标的速度曲线的组成，所述速度曲线的组成是加速曲线、减速曲线和匀速曲线中的一种或者多种；
根据所述移动目标的速度曲线的组成，并基于正弦曲线速度拟合得到所述移动目标的速度曲线。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述能力参数包括所述移动目标的速度阈值、加速阈值和减速阈值；
所述根据所述能力参数、所述目标参数和所述状态参数确定所述移动目标的速度曲线的组成，包括：
根据所述速度阈值、所述加速阈值、所述减速阈值、所述初始速度和所述目标速度，并基于正弦曲线速度拟合得到第一正弦速度曲线，根据所述第一正弦速度曲线获取第一拟合距离；
若所述第一拟合距离不小于所述剩余目标距离，则所述移动目标的速度曲线的组成不包括匀速曲线；或者，
若所述第一拟合距离小于所述剩余目标距离，则所述移动目标的速度曲线的组成包括匀速曲线；
其中，所述第一正弦速度曲线是从所述初始速度以不大于所述加速阈值的加速度加速至所述速度阈值，并从所述速度阈值以不大于所述减速阈值的加速度减速至所述目标速度；所述第一拟合距离是所述移动目标根据所述第一正弦速度曲线移动所经过的距离。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述移动目标的速度曲线的组成，并基于正弦曲线速度拟合得到所述移动目标的速度曲线，包括：
若所述移动目标的速度曲线的组成包括加速曲线、匀速曲线和减速曲线，则根据所述第一正弦速度曲线、所述剩余目标距离和所述速度阈值，并基于正弦曲线速度拟合得到所述移动目标的速度曲线，所述移动目标的速度曲线是从所述初始速度以不大于所述加速阈值的加速度加速至所述速度阈值，并以所述速度阈值匀速，再从所述速度阈值以不大于所述减速阈值的加速度减速至所述目标速度的曲线；或者，
若所述移动目标的速度曲线的组成包括加速曲线和/或减速曲线，则根据所述加速阈值、所述减速阈值和所述剩余目标距离，并基于正弦曲线速度拟合得到峰值速度和所述移动目标的速度曲线，所述移动目标在所述更新时间间隔内的速度曲线是从所述初始速度以不大于所述加速阈值的加速度加速至所述峰值速度，并从所述峰值速度以不大于所述减速阈值的加速度减速至所述目标速度的曲线，或者，所述移动目标的速度曲线是从所述初始速度以不大于所述减速阈值的加速度减速至所述目标速度的曲线，或者，所述移动目标的速度曲线是从所述初始速度以不大于所述加速阈值的加速度加速至所述目标速度的曲线；
其中，所述峰值速度不大于所述速度阈值。
5.根据权利要求1-4中任一所述的方法，其特征在于，所述正弦曲线速度拟合是基于正弦曲线并通过牛顿迭代进行拟合，所述牛顿迭代的迭代终止条件包括初始速度误差、目标速度误差和距离误差中的至少一个误差不大于误差阈值；
其中，所述初始速度误差是根据所述正弦曲线拟合得到的速度曲线的初始速度与所述初始速度之间的误差；
所述目标速度误差是根据所述正弦曲线拟合得到的速度曲线的目标速度与所述目标速度之间的误差；
所述距离误差是根据所述正弦曲线拟合得到的速度曲线的拟合距离与所述剩余目标距离之间的误差。
6.一种移动目标的速度控制装置，其特征在于，所述装置包括：
第一获取模块，用于获取移动目标的能力参数；
第二获取模块，用于在设定的更新时间间隔到达时，获取所述移动目标在所述设定的更新时间间隔的开始时刻的状态参数以及所述移动目标的目标参数；所述状态参数至少包括所述移动目标的初始速度，所述目标参数至少包括所述移动目标的目标速度和所述移动目标的剩余目标距离；
速度曲线获取模块，用于根据所述能力参数、所述目标参数和所述状态参数基于正弦曲线速度拟合得到所述移动目标的速度曲线；所述速度曲线是对所述移动目标在所述开始时刻以所述初始速度开始、经过所述剩余目标距离、达到所述目标速度为止的、因变于时间的速度的平滑变化进行建模；
控制模块，用于根据所述移动目标的速度曲线控制所述移动目标在所述更新时间间隔内的速度。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述速度曲线获取模块包括：
确定子模块，用于根据所述能力参数、所述目标参数和所述状态参数确定所述移动目标的速度曲线的组成，所述速度曲线的组成是加速曲线、减速曲线和匀速曲线中的一种或者多种；
获取子模块，用于根据所述移动目标的速度曲线的组成，并基于正弦曲线速度拟合得到所述移动目标的速度曲线。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述能力参数包括所述移动目标的速度阈值、加速阈值和减速阈值，所述确定子模块用于，
根据所述速度阈值、所述加速阈值、所述减速阈值、所述初始速度和所述目标速度，并基于正弦曲线速度拟合得到第一正弦速度曲线，根据所述第一正弦速度曲线获取第一拟合距离；
若所述第一拟合距离不小于所述剩余目标距离，则所述移动目标的速度曲线的组成不包括匀速曲线；或者，
若所述第一拟合距离小于所述剩余目标距离，则所述移动目标的速度曲线的组成包括匀速曲线；
其中，所述第一正弦速度曲线是从所述初始速度以不大于所述加速阈值的加速度加速至所述速度阈值，并从所述速度阈值以不大于所述减速阈值的加速度减速至所述目标速度；所述第一拟合距离是所述移动目标根据所述第一正弦速度曲线移动所经过的距离。
9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述获取子模块用于，
若所述移动目标的速度曲线的组成包括加速曲线、匀速曲线和减速曲线，则根据所述第一正弦速度曲线、所述剩余目标距离和所述速度阈值，并基于正弦曲线速度拟合得到所述移动目标的速度曲线，所述移动目标的速度曲线是从所述初始速度以不大于所述加速阈值的加速度加速至所述速度阈值，并以所述速度阈值匀速，再从所述速度阈值以不大于所述减速阈值的加速度减速至所述目标速度的曲线；或者，
若所述移动目标的速度曲线的组成包括加速曲线和/或减速曲线，则根据所述加速阈值、所述减速阈值和所述剩余目标距离，并基于正弦曲线速度拟合得到峰值速度和所述移动目标的速度曲线，所述移动目标在所述更新时间间隔内的速度曲线是从所述初始速度以不大于所述加速阈值的加速度加速至所述峰值速度，并从所述峰值速度以不大于所述减速阈值的加速度减速至所述目标速度的曲线，或者，所述移动目标的速度曲线是从所述初始速度以不大于所述减速阈值的加速度减速至所述目标速度的曲线，或者，所述移动目标的速度曲线是从所述初始速度以不大于所述加速阈值的加速度加速至所述目标速度的曲线；
其中，所述峰值速度不大于所述速度阈值。
10.根据权利要求6-9中任一所述的装置，其特征在于，
所述正弦曲线速度拟合是基于正弦曲线并通过牛顿迭代进行拟合，所述牛顿迭代的迭代终止条件包括初始速度误差、目标速度误差和距离误差中的至少一个误差不大于误差阈值；
其中，所述初始速度误差是根据所述正弦曲线拟合得到的速度曲线的初始速度与所述初始速度之间的误差；
所述目标速度误差是根据所述正弦曲线拟合得到的速度曲线的目标速度与所述目标速度之间的误差；
所述距离误差是根据所述正弦曲线拟合得到的速度曲线的拟合距离与所述剩余目标距离之间的误差。
11.一种移动目标的速度控制装置，其特征在于，所述装置包括处理器和存储器，所述存储器中存储有至少一条指令，所述指令由所述处理器加载并执行以实现如权利要求1-5中任一所述的移动目标的速度控制方法。
12.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述存储介质中存储有至少一条指令，所述指令由处理器加载并执行以实现如权利要求1-5中任一所述的移动目标的速度控制方法。
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