CN113110477A - 移动控制方法、装置、***、控制器及轮式移动设备 - Google Patents

移动控制方法、装置、***、控制器及轮式移动设备 Download PDF

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Abstract

本申请涉及轮式移动设备设计技术领域，具体而言，涉及一种移动控制方法、装置、***、控制器及轮式移动设备。本申请实施例提供的移动控制方法包括：在接收到移动控制参数之后，根据移动控制参数确定目标移动模型；根据目标移动模型的模型特性和移动控制参数，获取多组驱动轮组中每组驱动轮组对应的工作参数组；根据多组驱动轮组中每组驱动轮组对应的工作参数组控制轮式移动设备移动。本申请实施例提供的移动控制方法、装置、***、控制器及轮式移动设备能够克服现有技术中轮式移动设备转向不灵活和移动控制功能单一的技术问题。

Description

移动控制方法、装置、***、控制器及轮式移动设备
技术领域
本申请涉及轮式移动设备设计技术领域，具体而言，涉及一种移动控制方法、装置、***、控制器及轮式移动设备。
背景技术
目前，轮式移动设备，例如，自动导引搬运车的应用范围较广，但其大多采用的都是非独立的四轮转向和四轮驱动(非独立的四轮转向和四轮驱动是指轮式移动设备的四个轮毂不能独立转向和独立驱动)，因此，无法实现平移与无磨损的原地转向，也即，现有技术中，轮式移动设备转向不灵活、移动控制功能单一。
发明内容
本申请的目的在于，提供一种移动控制方法、装置、***、控制器及轮式移动设备，以解决上述问题。
第一方面，本申请实施例提供的移动控制方法，包括：
在接收到移动控制参数之后，根据移动控制参数确定目标移动模型；
根据目标移动模型的模型特性和移动控制参数，获取多组驱动轮组中每组驱动轮组对应的工作参数组；
根据多组驱动轮组中每组驱动轮组对应的工作参数组控制轮式移动设备移动。
结合第一方面，本申请实施例还提供了第一方面的第一种可选的实施方式，移动控制参数包括设备中心线速度和设备平移角度表征信息，根据移动控制参数确定目标移动模型，包括：
若设备中心线速度为非零数值，且判定设备平移角度表征信息中不存在设备平移角度，则确定目标移动模型为四驱差分转向模型；
若设备中心线速度为零，且判定设备平移角度表征信息中不存在设备平移角度，则确定目标移动模型为零半径转向模型；
若判定设备平移角度表征信息中存在设备平移角度，则确定目标移动模型为万向平移模型。
结合第一方面，本申请实施例还提供了第一方面的第二种可选的实施方式，根据目标移动模型的模型特性和移动控制参数，获取多组驱动轮组中每组驱动轮组对应的工作参数组之前，移动控制方法还包括：
通过目标移动模型的模型形态，确定多组驱动轮组中每台轮毂电机的转向中心交点，以及确定多组驱动轮组中每台轮毂电机的转向角度关系；
将多组驱动轮组中每台轮毂电机的转向中心交点和多组驱动轮组中每台轮毂电机的转向角度关系作为目标移动模型的模型特性。
结合第一方面的第二种可选的实施方式，本申请实施例还提供了第一方面的第三种可选的实施方式，多组驱动轮组为四组，通过目标移动模型的模型形态，确定多组驱动轮组中每台轮毂电机的转向中心交点，以及确定多组驱动轮组中每台轮毂电机的转向角度关系，包括：
若目标移动模型为四驱差分转向模型，则通过四驱差分转向模型的模型形态，确定四组驱动轮组中每台轮毂电机的转向中心交点位于多组驱动轮组中前轮毂电机和后轮毂电机刚性连接线的中垂线上，以及确定四组驱动轮组中每台轮毂电机的转向角度关系为左前轮毂电机的转动角度和左后轮毂电机的转动角度相互对称，且右前轮毂电机的转动角度和右后轮毂电机的转动角度相互对称。
结合第一方面的第二种可选的实施方式，本申请实施例还提供了第一方面的第四种可选的实施方式，多组驱动轮组为四组，通过目标移动模型的模型形态，确定多组驱动轮组中每台轮毂电机的转向中心交点，以及确定多组驱动轮组中每台轮毂电机的转向角度关系，包括：
若目标移动模型为零半径转向模型，则通过零半径转向模型的模型形态，确定四组驱动轮组中每台轮毂电机的转向中心交点为左前轮毂电机、右前轮毂电机、左后轮毂电机和右后轮毂电机的中心位置，以及确定四组驱动轮组中每台轮毂电机的转向角度关系为相邻的两个轮毂电机的转动角度相互对称，对角位置的两个轮毂电机的转动角度相同。
结合第一方面的第二种可选的实施方式，本申请实施例还提供了第一方面的第五种可选的实施方式，多组驱动轮组为四组，通过目标移动模型的模型形态，确定多组驱动轮组中每台轮毂电机的转向中心交点，以及确定多组驱动轮组中每台轮毂电机的转向角度关系，包括：
若目标移动模型为万向平移模型，则通过万向平移模型的模型形态，确定四组驱动轮组中每台轮毂电机的转向中心交点不存在，以及确定四组驱动轮组中每台轮毂电机的转向角度关系为左前轮毂电机、右前轮毂电机、左后轮毂电机和右后轮毂电机的转动角度与设备平移角度保持一致。
结合第一方面，本申请实施例还提供了第一方面的第六种可选的实施方式，移动控制参数包括设备中心线速度和设备中心转向角速度，根据目标移动模型的模型特性和移动控制参数，获取多组驱动轮组中每组驱动轮组对应的工作参数组，包括：
通过多组驱动轮组中每台轮毂电机的转向中心交点、多组驱动轮组中每台轮毂电机的转向角度关系和圆周运动公式，创建参数运算逻辑组；
通过设备中心线速度和设备中心转向角速度对参数运算逻辑组中的未知参数进行赋值，计算出多组驱动轮组中每组驱动轮组对应的工作参数组。
结合第一方面，本申请实施例还提供了第一方面的第七种可选的实施方式，根据多组驱动轮组中每组驱动轮组对应的工作参数组控制轮式移动设备移动之前，移动控制方法还包括：
对多组驱动轮组中每组驱动轮组对应的工作参数组进行伺服单位转换。
第二方面，本申请实施例提供的移动控制装置，包括：
模型确定模块，用于在接收到移动控制参数之后，根据移动控制参数确定目标移动模型；
参数获取模块，用于根据目标移动模型的模型特性和移动控制参数，获取多组驱动轮组中每组驱动轮组对应的工作参数组；
移动控制模块，用于根据多组驱动轮组中每组驱动轮组对应的工作参数组控制轮式移动设备移动。
第三方面，本申请实施例提供的控制器包括微处理器和存储器，存储器上存储有计算机程序，微处理器用于执行计算机程序，以实现第一方面，或第一方面的任意一种可选的实施方式所提供的移动控制方法。
第四方面，本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被执行时，实现第一方面，或第一方面的任意一种可选的实施方式所提供的移动控制方法。
第五方面，本申请实施例提供的移动控制***包括控制器和多组驱动轮组，多组驱动轮组中每组驱动轮组包括转向电机，以及能够通过转向电机控制转向角度的轮毂电机；
控制器用于执行第一方面，或第一方面的任意一种可选的实施方式所提供的移动控制方法，以在接收到移动控制参数之后，根据移动控制参数确定目标移动模型，并根据目标移动模型的模型特性和移动控制参数，获取多组驱动轮组中每组驱动轮组对应的工作参数组，工作参数组包括一条角度参数和一条速度参数，角度参数用于控制对应的驱动轮组中转向电机带动轮毂电机的转向角度，速度参数用于控制对应的驱动轮组中轮毂电机的转向速度；
针对多组驱动轮组中的每组驱动轮组，驱动轮组中转向电机用于根据对应的角度参数控制驱动轮组中轮毂电机的转向角度，驱动轮组中轮毂电机用于根据对应的速度参数转动。
第六方面，本申请实施例提供的轮式移动设备包括第五方面所提供的移动控制***。
本申请实施例提供的移动控制方法能够在接收到移动控制参数之后，根据移动控制参数确定目标移动模型，再根据目标移动模型的模型特性和移动控制参数，获取多组驱动轮组中每组驱动轮组对应的工作参数组。如此，针对多组驱动轮组中的每组驱动轮组，该驱动轮组中转向电机能够根据对应的工作参数组控制驱动轮组中轮毂电机的转动角度，驱动轮组中轮毂电机又能够根据对应的工作参数组转动，从而实现独立的多轮转向和多轮驱动，基于独立的多轮转向和多轮驱动便能够实现平移与无磨损的原地转向，也即，克服了现有技术中轮式移动设备(应用本申请实施例提供的移动控制方法)转向不灵活和移动控制功能单一的技术问题。
本申请实施例提供的移动控制装置、***、控制器、计算机可读存储介质、移动控制***及轮式移动设备具有与第一方面，或第一方面的任意一种可选的实施方式所提供的移动控制***相同的有益效果，此处不作赘述。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本申请实施例提供的一种移动控制方法的步骤流程图。
图2为本申请实施例提供的一种移动控制***的示意性结构框图。
图3为本申请实施例提供的一种设备平移角度说明图。
图4为本申请实施例提供的一种四驱差分转向模型的模型形态说明图。
图5为本申请实施例提供的一种零半径转向模型的模型形态说明图。
图6为本申请实施例提供的一种万向平移模型的模型形态说明图。
图7为本申请实施例提供的一种移动控制***的组成结构布置示意图。
图8为本申请实施例提供的一种移动控制方法的整体实施流程示意图。
图9为本申请实施例提供的一种移动控制装置的示意性结构框图。
附图标记：100-移动控制***；110-控制器；120-驱动轮组；121-转向电机；1211-左前转向电机；1212-右前转向电机；1213-左后转向电机；1214-右后转向电机；122-轮毂电机；1221-左前轮毂电机；1222-右前轮毂电机；1223-左后轮毂电机；1224-右后轮毂电机；130-伺服驱动器；131-前转向伺服驱动器；132-前轮伺服驱动器；133-后转向伺服驱动器；134-后轮伺服驱动器；140-上位机；141-工控机；142-遥控手柄；200-移动控制装置；210-模型确定模块；220-参数获取模块；230-移动控制模块。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。此外，应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
请参阅图1，为本申请实施例提供的移动控制方法的流程示意图，其应用于移动控制***100中包括的控制器110，而控制器110可以是一种具有信号处理能力的集成电路芯片，也即，单片机(Single-Chip Microcomputer)，具体包括微处理器和存储器，存储器上存储有供微处理器执行的计算机程序，以实现本申请实施例提供的移动控制方法。请结合图2，本申请实施例中，移动控制***100除包括控制器110之外，还包括多组驱动轮组120，多组驱动轮组120中每组驱动轮组120包括转向电机121，以及能够通过转向电机121控制转动角度的轮毂电机122。
此外，需要说明的是，本申请实施例提供的移动控制方法不以图1及以下所示的顺序为限制，以下结合图1对移动控制方法的具体流程及步骤进行描述。
步骤S100，在接收到移动控制参数之后，根据移动控制参数确定目标移动模型。
对于移动控制参数，本申请实施例中，作为一种可选的实施方式，其可以包括设备中心线速度、设备平移角度表征信息和设备中心转向角速度。
此外，为降低移动控制***100的资源耗费量，本申请实施例中，在执行步骤S100之前，控制器110还可以监测自身与多组驱动轮组120中每组驱动轮组120的通信状态，若自身与多组驱动轮组120中每组驱动轮组120的通信状态均处于正常通信状态，则调整多组驱动轮组120中每组驱动轮组120的使能状态为可操作状态，并等待接收移动控制参数。
进一步地，以移动控制***100中驱动轮组120实际包括四组为例，目标移动模型可以是四驱差分转向模型、零半径转向模型和万向平移模型中的任意一者，基于此，本申请实施例中，步骤S100可以包括步骤S110、步骤S120和步骤S130。
步骤S110，若设备中心线速度为非零数值，且判定设备平移角度表征信息中不存在设备平移角度，则确定目标移动模型为四驱差分转向模型。步骤S120，若设备中心线速度为零，且判定设备平移角度表征信息中不存在设备平移角度，则确定目标移动模型为零半径转向模型。
步骤S130，若判定设备平移角度表征信息中存在设备平移角度，则确定目标移动模型为万向平移模型。
对于设备平移角度，本申请实施例中，其可以理解为轮式移动设备正前方与平移方向之间的夹角，具体如图3所示。
以下，将以移动控制***100中驱动轮组120实际包括四组为例，对四驱差分转向模型、零半径转向模型和万向平移模型的模型形态进行描述。
为方便描述，本申请实施例中，将四组驱动轮组120分别表征为左前驱动轮组、右前驱动轮组、左后驱动轮组和右后驱动轮组，左前驱动轮组包括左前转向电机1211和左前轮毂电机1221，右前驱动轮组包括右前转向电机1212和右前轮毂电机1222，左后驱动轮组包括左后转向电机1213和左后轮毂电机1223，右后驱动轮组包括右后转向电机1214和右后轮毂电机1224。
对于四驱差分转向模型，其模型形态如图4所示，也即，左前轮毂电机1221的转动角度和左后轮毂电机1223的转动角度相互对称，同时，右前轮毂电机1222的转动角度和右后轮毂电机1224的转动角度相互对称，也即，θfl＝-θbl，θfr＝-θbr，其中，θfl为左前轮毂电机1221的转动角度，θbl为左后轮毂电机1223的转动角度，θfr为右前轮毂电机1222的转动角度，θbr为右后轮毂电机12241224的转动角度。由于等腰三角形具有三线合一的特性，可以推导出，轮式移动设备的转向中心分布在前轮毂电机122(左前轮毂电机1221和右前轮毂电机1222)与后轮毂电机122(左后轮毂电机1223和右后轮毂电机1224)刚性连接线的中垂线FB上。
对于零半径转向模型，其模型形态如图5所示，也即，左前轮毂电机1221、右前轮毂电机1222、左后轮毂电机1223和右后轮毂电机1224的转向中心为左前轮毂电机1221、右前轮毂电机1222、左后轮毂电机1223和右后轮毂电机1224的中心位置，那么，相邻的两个轮毂电机122的转动角度相互对称，对角位置的两个轮毂电机122的转动角度相同，也即，θfl＝-θbl＝-θfr＝θbr，其中，θfl为左前轮毂电机1221的转动角度，θbl为左后轮毂电机1223的转动角度，θfr为右前轮毂电机1222的转动角度，θbr为右后轮毂电机1224的转动角度。
对于万向平移模型，其模型形态如图6所示，也即，左前轮毂电机1221、右前轮毂电机1222、左后轮毂电机1223和右后轮毂电机1224的转动角度与设备平移角度保持一致，轮式移动设备无转向中心，只做平面位移。
基于以上描述，本申请实施例中，在通过步骤S100，根据移动控制参数确定目标移动模型之后，便可以执行步骤S001，通过目标移动模型的模型形态，确定多组驱动轮组120中每台轮毂电机122的转向中心交点，以及确定多组驱动轮组120中每台轮毂电机122的转向角度关系，并将多组驱动轮组120中每台轮毂电机122的转向中心交点和多组驱动轮组120中每台轮毂电机122的转向角度关系作为目标移动模型的模型特性。同样，以移动控制***100中驱动轮组120实际包括四组为例，前述过程具体包括以下三种情况。
(1)若目标移动模型为四驱差分转向模型，则通过四驱差分转向模型的模型形态，确定四组驱动轮组120中每台轮毂电机122的转向中心交点位于多组驱动轮组120中前轮毂电机122和后轮毂电机122刚性连接线的中垂线上，以及确定四组驱动轮组120中每台轮毂电机122的转向角度关系为左前轮毂电机1221的转动角度和左后轮毂电机1223的转动角度相互对称，且右前轮毂电机1222的转动角度和右后轮毂电机1224的转动角度相互对称。
(2)若目标移动模型为零半径转向模型，则通过零半径转向模型的模型形态，确定四组驱动轮组120中每台轮毂电机122的转向中心交点为左前轮毂电机1221、右前轮毂电机1222、左后轮毂电机1223和右后轮毂电机1224的中心位置，以及确定四组驱动轮组120中每台轮毂电机122的转向角度关系为相邻的两个轮毂电机122的转动角度相互对称，对角位置的两个轮毂电机122的转动角度相同。
(3)若目标移动模型为万向平移模型，则通过万向平移模型的模型形态，确定四组驱动轮组120中每台轮毂电机122的转向中心交点不存在，以及确定四组驱动轮组120中每台轮毂电机122的转向角度关系为左前轮毂电机1221、右前轮毂电机1222、左后轮毂电机1223和右后轮毂电机1224的转动角度与设备平移角度保持一致。
步骤S200，根据目标移动模型的模型特性和移动控制参数，获取多组驱动轮组120中每组驱动轮组120对应的工作参数组。
本申请实施例中，多组驱动轮组120中每组驱动轮组120对应的工作参数组包括一条角度参数和一条速度参数，角度参数用于控制对应的驱动轮组120中转向电机121带动轮毂电机122的转向角度，速度参数用于控制对应的驱动轮组120中轮毂电机122的转向速度，针对多组驱动轮组120中的每组驱动轮组120，该组驱动轮组120中转向电机121用于根据对应的角度参数控制驱动轮组120中轮毂电机122的转向角度，驱动轮组120中轮毂电机122用于根据对应的速度参数转动。
此外，结合步骤S001，本申请实施例中，目标移动模型的模型特性包括多组驱动轮组120中每台轮毂电机122的转向中心交点和多组驱动轮组120中每台轮毂电机122的转向角度，基于此，本申请实施例中步骤S200可以包括步骤S210和步骤S220。
步骤S210，通过多组驱动轮组120中每台轮毂电机122的转向中心交点、多组驱动轮组120中每台轮毂电机122的转向角度关系和圆周运动公式，创建参数运算逻辑组。
同样，以移动控制***100中驱动轮组120实际包括四组为例，目标移动模型为四驱差分转向模型的情况下：
在确定出四驱差分转向模型的模型特性之后，结合圆周运动公式V＝WR(其中，V为轮式移动设备的在设备坐标系X轴方向的线速度，也即，前述设备中心线速度，W为轮式移动设备的转向角速度，也即，前述设备中心转向角速度，R为轮式移动设备的转向半径)可以创建以下参数运算逻辑组，用于计算目标移动模型为四驱差分转向模型的情况下，四组驱动轮组120中每组驱动轮组120对应的工作参数组。
Figure BDA0003040639340000111
Figure BDA0003040639340000112
其中，θfl为左前轮毂电机1221的转动角度，θfr为右前轮毂电机1222的转动角度，θbl为左后轮毂电机1223的转动角度，θbr为右后轮毂电机1224的转动角度，V为设备中心线速度，W为设备中心转向角速度，dfb为前轮毂电机122(左前轮毂电机1221和右前轮毂电机1222)与后轮毂电机122(左后轮毂电机1223和右后轮毂电机1224)的中心间距，其可以预先获知，并存储于控制器110中，dlr为左轮毂电机122(左前轮毂电机1221和左后轮毂电机1223)与右轮毂电机122(右前轮毂电机1222和右后轮毂电机1224)的中心间距，其可以预先获知，并存储于控制器110中，Vfl为左前轮毂电机1221的转动速度，Vfr为右前轮毂电机1222的转动速度，Vbl为左后轮毂电机1223的转动速度，Vbr为右后轮毂电机1224的转动速度，Rfl为左前轮毂电机1221的转向半径，Rfr为右前轮毂电机1222的转向半径，Rbl为左后轮毂电机1223的转向半径，Rbr为右后轮毂电机1224的转向半径。
也即，在目标移动模型为四驱差分转向模型的情况下，四组驱动轮组120中左前驱动轮组对应的工作参数组中角度参数为θfl，速度参数为Vfl，右前驱动轮组对应的工作参数组中角度参数为θfr，速度参数为Vfr，左后驱动轮组对应的第一工作参数组中角度参数为θbl，速度参数为Vbl，右后驱动轮组对应的第一工作参数组中角度参数为θbr，速度参数为Vbr。
同样，以移动控制***100中驱动轮组120实际包括四组为例，目标移动模型为零半径转向模型的情况下：
在确定出零半径转向模型的模型特性之后，结合圆周运动公式V＝WR(其中，V为轮式移动设备的在设备坐标系X轴方向的线速度，也即，前述设备中心线速度，W为轮式移动设备的转向角速度，也即，前述设备中心转向角速度，R为轮式移动设备的转向半径)可以创建以下参数运算逻辑组，用于计算目标移动模型为零半径转向模型的情况下，四组驱动轮组120中每组驱动轮组120对应的工作参数组。
Figure BDA0003040639340000131
Figure BDA0003040639340000132
其中，θfl为左前轮毂电机1221的转动角度，θfr为右前轮毂电机1222的转动角度，θbl为左后轮毂电机1223的转动角度，θbr为右后轮毂电机1224的转动角度，V为设备中心线速度，W为设备中心转向角速度，dfb为前轮毂电机122(左前轮毂电机1221和右前轮毂电机1222)与后轮毂电机122(左后轮毂电机1223和右后轮毂电机1224)的中心间距，其可以预先获知，并存储于控制器110中，dlr为左轮毂电机122(左前轮毂电机1221和左后轮毂电机1223)与右轮毂电机122(右前轮毂电机1222和右后轮毂电机1224)的中心间距，其可以预先获知，并存储于控制器110中，Vfl为左前轮毂电机1221的转动速度，Vfr为右前轮毂电机1222的转动速度，Vbl为左后轮毂电机1223的转动速度，Vbr为右后轮毂电机1224的转动速度，Rfl为左前轮毂电机1221的转向半径，Rfr为右前轮毂电机1222的转向半径，Rbl为左后轮毂电机1223的转向半径，Rbr为右后轮毂电机1224的转向半径。
也即，在目标移动模型为零半径转向模型的情况下，四组驱动轮组120中左前驱动轮组对应的第一工作参数组中角度参数为θfl，速度参数为Vfl，右前驱动轮组对应的第一工作参数组中角度参数为θfr，速度参数为Vfr，左后驱动轮组对应的第一工作参数组中角度参数为θbl，速度参数为Vbl，右后驱动轮组对应的第一工作参数组中角度参数为θbr，速度参数为Vbr。
同样，以移动控制***100中驱动轮组120实际包括四组为例，目标移动模型为万向平移模型的情况下：
由于万向平移模型的模型特性为：左前轮毂电机1221、右前轮毂电机1222、左后轮毂电机1223和右后轮毂电机1224的转动角度与设备平移角度保持一致，轮式移动设备无转向中心，只做平面位移，因此，可以创建以下参数运算逻辑组，，用于计算目标移动模型为万向平移模型的情况下，四组驱动轮组120中每组驱动轮组120对应的工作参数组。
θfl＝θfr＝θbl＝θbr＝θ
Vfl＝Vfr＝Vbl＝Vbr＝V
其中，θfl为左前轮毂电机1221的转动角度，θfr为右前轮毂电机1222的转动角度，θbl为左后轮毂电机1223的转动角度，θbr为右后轮毂电机1224的转动角度，θ为轮式移动设备的平移角度，也即，前述设备平移角度，Vfl为左前轮毂电机1221的转动速度，Vfr为右前轮毂电机1222的转动速度，Vbl为左后轮毂电机1223的转动速度，Vbr为右后轮毂电机1224的转动速度，V为轮式移动设备的在设备坐标系X轴方向的线速度，也即，前述设备中心线速度。
也即，在目标移动模型为万向平移模型的情况下，四组驱动轮组120中左前驱动轮组对应的第一工作参数组中角度参数为θfl，速度参数为Vfl，右前驱动轮组对应的第一工作参数组中角度参数为θfr，速度参数为Vfr，左后驱动轮组对应的第一工作参数组中角度参数为θbl，速度参数为Vbl，右后驱动轮组对应的第一工作参数组中角度参数为θbr，速度参数为Vbr。
步骤S220，通过设备中心线速度和设备中心转向角速度对参数运算逻辑组中的未知参数进行赋值，计算出多组驱动轮组120中每组驱动轮组120对应的工作参数组。
步骤S300，根据多组驱动轮组120中每组驱动轮组120对应的工作参数组控制轮式移动设备移动。
通过本申请实施例提供的移动控制方法，针对多组驱动轮组120中的每组驱动轮组120，该驱动轮组120中转向电机121能够根据对应的工作参数组控制驱动轮组120中轮毂电机122的转动角度，驱动轮组120中轮毂电机122又能够根据对应的工作参数组转动，从而实现独立的多轮转向和多轮驱动，基于独立的多轮转向和多轮驱动便能够实现平移与无磨损的原地转向，也即，克服了现有技术中轮式移动设备(应用本申请实施例提供的移动控制方法)转向不灵活和移动控制功能单一的技术问题。
进一步地，为提高轮式移动设备的移动控制精度，本申请实施例中，移动控制***100还可以包括多个伺服驱动器130，多个伺服驱动器130与控制器110连接。
针对多个伺服驱动器130中的每个伺服驱动器130，该伺服驱动器130具有对应控制的目标电机组，目标电机组包括多组驱动轮组120中的至少一个转向电机121和/或至少一个轮毂电机122，伺服驱动器130用于接收控制器110发送的重匹配参数组，重匹配参数组包括至少一条角度参数和/或至少一条速度参数，且重匹配参数组中的至少一条角度参数和/或至少一条速度参数与目标电机组中的至少一个转向电机121和/或至少一个轮毂电机122一一对应，以通过重匹配参数组控制目标电机组中的至少一个转向电机121和/或至少一个轮毂电机122启动运行。
请结合图7，以移动控制***100中包括四个伺服驱动器130为例，四个伺服驱动器130分别表征为前转向伺服驱动器131、前轮伺服驱动器132、后转向伺服驱动器133和后轮伺服驱动器134，且前转向伺服驱动器131对应的第一目标电机组中可以包括的左前转向电机1211和右前转向电机1212，前轮伺服驱动器132对应的第二目标电机组中可以包括的左前轮毂电机1221和右前轮毂电机1222，后转向伺服驱动器133对应的第三目标电机组中可以包括的左后转向电机1213和右后转向电机1214，后轮伺服驱动器134对应的第四目标电机组中可以包括的左后轮毂电机1223和右后轮毂电机1224。
在上情况下，本申请实施例中，在执行步骤S300之前，还需要执行步骤S002，对多组驱动轮组120中每组驱动轮组120对应的工作参数组进行伺服单位转换。
假设，转向电机121中，编码器为X位绝对式编码器，分辨率为2X，减速比为Y，也即，转向电机121带动轮毂电机122转动一圈，转向电机121中编码器的脉冲数变化为Y2X，则存在：
Figure BDA0003040639340000161
其中，θr为左前轮毂电机1221的转动角度θfl、右前轮毂电机1222的转动角度θfr、左后轮毂电机1223的转动角度θbl和右后轮毂电机1224的转动角度θbr中的任意一者，π为圆周率，若θr为左前轮毂电机1221的转动角度θfl，则θrc为与左前轮毂电机1221的转动角度θfl对应的脉冲数量，若θr为右前轮毂电机1222的转动角度θfr，则θrc为与右前轮毂电机1222的转动角度θfr对应的脉冲数量，若θr为左后轮毂电机1223的转动角度θbl，则θrc为与左后轮毂电机1223的转动角度θbl对应的脉冲数量，若θr为右后轮毂电机1224的转动角度θbr，则θrc为与右后轮毂电机12241224的转动角度θbr对应的脉冲数量。
再假设，轮毂电机122中，编码器的分辨率为N，减速比为M，也即，轮毂电机122转动一圈，编码器的脉冲数变化为NM，若轮毂电机122的直径为L，那么，在忽略机械误差后，轮毂电机122为一个理想的圆形，则存在：
Figure BDA0003040639340000171
其中，Vd为左前轮毂电机1221的转动速度Vfl、右前轮毂电机1222的转动速度Vfr、左后轮毂电机1223的转动速度Vbl和右后轮毂电机1224的转动速度Vbr中的任意一者，π为圆周率，若Vd为左前轮毂电机1221的转动速度Vfl，则Vdc为与左前轮毂电机1221的转动速度Vfl对应的脉冲速度，单位为脉冲数每秒，若Vd为右前轮毂电机1222的转动速度Vfr，则Vdc为与右前轮毂电机1222的转动速度Vfr对应的脉冲速度，单位为脉冲数每秒，若Vd为左后轮毂电机1223的转动速度Vbl，则Vdc为与左后轮毂电机1223的转动速度Vfb对应的脉冲速度，单位为脉冲数每秒，若Vd为右后轮毂电机1224的转动速度Vbr，则Vdc为与右后轮毂电机1224的转动速度Vbr对应的脉冲速度，单位为脉冲数每秒。
基于以上描述，本申请实施例中，前转向伺服驱动器131用于接收控制器110发送的重匹配参数组PA1，包括左前轮毂电机1221的转动角度θfl对应的脉冲数量和右前轮毂电机1222的转动角度θfr对应的脉冲数量，前轮伺服驱动器132用于接收控制器110发送的重匹配参数组PA2，包括左前轮毂电机1221的转动速度Vfl对应的脉冲速度和右前轮毂电机1222的转动速度Vfr对应的脉冲速度，后转向伺服驱动器133用于接收控制器110发送的重匹配参数组PA3，包括左后轮毂电机1223的转动角度θbl对应的脉冲数量和右后轮毂电机1224的转动角度θbr对应的脉冲数量，后轮伺服驱动器134用于接收控制器110发送的重匹配参数组PA4，包括左后轮毂电机1223的转动速度Vbl对应的脉冲速度和右后轮毂电机1224的转动速度Vbr对应的脉冲速度。
此外，为提高控制器110与伺服驱动器130之间的通信效率，本申请实施例中，控制器110可以将每组重匹配参数组封装为高层通信协议类通信指令，并通过控制器110局域网络(Controller Area Network，CAN)总线发送给伺服驱动器130，其中，高层通信协议可以是CANopen协议。
进一步地，本申请实施例中，移动控制***100还可以包括上位机140，上位机140用于响应用户操作，生成移动控制参数，并将移动控制参数发送给控制器110。实际实施时，上位机140可以是工控机141，也可以是遥控手柄142，本申请实施例对此不作具体限制。
当然，本申请实施例提供的移动控制***100还可以包括多类传感器，例如，惯性传感器(Inertial Measurement Unit，IMU)、温湿度传感器，也可以包括电池管理***(Battery Management System，BMS)、语音播报设备和无线充电器件等，其均可以与控制器110连接，用于将各自采集的参数信息发送给控制器110，以通过控制器110发送给工控机141进行显示。
以下，将结合图8，对本申请实施例提供的一种移动控制方法的整体实施流程进行描述。
首先，轮式移动设备的底盘在上电之后，控制器110开启实时操作***(Real-timeoperating system，RTOS)的任务调度，由控制器110充当CANopen主站，建立节点守护任务和状态机管理任务，其中，节点守护任务用于监测自身与多组驱动轮组120中每组驱动轮组120的通信状态，状态机管理任务用于调整多组驱动轮组120中每组驱动轮组120的使能状态。
若节点守护任务监测到控制器110与多组驱动轮组120中每组驱动轮组120的通信状态均处于正常通信状态，则状态机管理任务调整多组驱动轮组120中每组驱动轮组120的使能状态为可操作状态，控制器110等待接收上位机140发送的移动控制参数，也即，通过485总线，获取上位机140发送的设备中心线速度、设备平移角度表征信息和设备中心转向角速度。
控制器110接收到上位机140发送的设备中心线速度、设备平移角度表征信息和设备中心转向角速度之后，根据移动控制参数中包括的设备中心线速度和设备平移角度表征信息，确定出目标移动模型(四驱差分转向模型、零半径转向模型或万向平移模型)，根据目标移动模型的模型特性和移动控制参数中包括的设备中心线速度和设备中心转向角速度，获取多组驱动轮组120中每组驱动轮组120对应的工作参数组，最后，根据多组驱动轮组120中每组驱动轮组120对应的工作参数组控制轮式移动设备移动。
基于与上述移动控制方法同样的发明构思，本申请实施例还提供了一种移动控制装置200。请参阅图9，本申请实施例提供的移动控制装置200包括模型确定模块210、参数获取模块220和移动控制模块230。
模型确定模块210，用于在接收到移动控制参数之后，根据移动控制参数确定目标移动模型。
参数获取模块220，用于根据目标移动模型的模型特性和移动控制参数，获取多组驱动轮组中每组驱动轮组对应的工作参数组。
移动控制模块230，用于根据多组驱动轮组中每组驱动轮组对应的工作参数组控制轮式移动设备移动。
本申请实施例中，移动控制参数包括设备中心线速度和设备平移角度表征信息，基于此，模型确定模块210可以包括第一模型确定单元、第二模型确定单元和第三模型确定单元。
第一模型确定单元、第二模型确定单元和第三模型确定单元，用于在设备中心线速度为非零数值，且判定设备平移角度表征信息中不存在设备平移角度时，确定目标移动模型为四驱差分转向模型。
第二模型确定单元，用于在设备中心线速度为零，且判定设备平移角度表征信息中不存在设备平移角度时，确定目标移动模型为零半径转向模型。
第三模型确定单元，用于在判定设备平移角度表征信息中存在设备平移角度时，确定目标移动模型为万向平移模型。
本申请实施例提供的移动控制装置200还包括模型特性确定模块。
模型特性确定模块，用于通过目标移动模型的模型形态，确定多组驱动轮组中每台轮毂电机的转向中心交点，以及确定多组驱动轮组中每台轮毂电机的转向角度关系，并将多组驱动轮组中每台轮毂电机的转向中心交点和多组驱动轮组中每台轮毂电机的转向角度关系作为目标移动模型的模型特性。
本申请实施例中，模型特性确定模块可以包括第一特性确定单元、第二特性确定单元和第三特性确定单元。
第一特性确定单元、第二特性确定单元和第三特性确定单元，用于在目标移动模型为四驱差分转向模型时，通过四驱差分转向模型的模型形态，确定四组驱动轮组中每台轮毂电机的转向中心交点位于多组驱动轮组中前轮毂电机和后轮毂电机刚性连接线的中垂线上，以及确定四组驱动轮组中每台轮毂电机的转向角度关系为左前轮毂电机的转动角度和左后轮毂电机的转动角度相互对称，且右前轮毂电机的转动角度和右后轮毂电机的转动角度相互对称。
第一特性确定单元、第二特性确定单元和第三特性确定单元，用于在目标移动模型为零半径转向模型时，通过零半径转向模型的模型形态，确定四组驱动轮组中每台轮毂电机的转向中心交点为左前轮毂电机、右前轮毂电机、左后轮毂电机和右后轮毂电机的中心位置，以及确定四组驱动轮组中每台轮毂电机的转向角度关系为相邻的两个轮毂电机的转动角度相互对称，对角位置的两个轮毂电机的转动角度相同。
第一特性确定单元、第二特性确定单元和第三特性确定单元，用于在目标移动模型为万向平移模型时，通过万向平移模型的模型形态，确定多组驱动轮组中每台轮毂电机的转向中心交点不存在，以及确定多组驱动轮组中每台轮毂电机的转向角度关系为左前轮毂电机、右前轮毂电机、左后轮毂电机和右后轮毂电机的转动角度与设备平移角度保持一致。
本申请实施例中，移动控制参数包括设备中心线速度和设备中心转向角速度，基于此，参数获取模块220可以包括运算逻辑组创建单元和参数计算单元。运算逻辑组创建单元，用于通过转向中心交点、多组驱动轮组中每台轮毂电机的转向角度关系和圆周运动公式，创建参数运算逻辑组。
参数计算单元，用于通过设备中心线速度和设备中心转向角速度对参数运算逻辑组中的未知参数进行赋值，计算出多组驱动轮组中每组驱动轮组对应的工作参数组。
本申请实施例中，移动控制装置200还可以包括单位转换模块。
单位转换模块，用于对多组驱动轮组中每组驱动轮组对应的工作参数组进行伺服单位转换。
由于本申请实施例提供的移动控制装置200是基于与上述移动控制方法同样的发明构思实现的，因此，移动控制装置200中，每个软件模块的具体描述，均可参见上述移动控制方法实施例中对应步骤的相关描述，此处不作赘述。
此外，本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被执行时，实现上述方法实施例所提供的移动控制方法，具体可参见上述方法实施例，本申请实施例中对此不作赘述。
此外，请结合图2和图7，本申请实施例还提供了一种移动控制***100，包括控制器110和多组驱动轮组120，多组驱动轮组120中每组驱动轮组120包括转向电机121，以及能够通过转向电机121控制转向角度的轮毂电机122。
控制器110用于执行上述方法实施例所提供的移动控制方法，也即，在接收到移动控制参数之后，根据移动控制参数确定目标移动模型，并根据目标移动模型的模型特性和移动控制参数，获取多组驱动轮组120中每组驱动轮组120对应的工作参数组，工作参数组包括一条角度参数和一条速度参数，角度参数用于控制对应的驱动轮组120中转向电机121带动轮毂电机122的转向角度，速度参数用于控制对应的驱动轮组120中轮毂电机122的转向速度。
针对多组驱动轮组120中的每组驱动轮组120，驱动轮组120中转向电机121用于根据对应的角度参数控制驱动轮组120中轮毂电机122的转向角度，驱动轮组120中轮毂电机122用于根据对应的速度参数转动。
关于移动控制***100中，每个硬件模块的具体描述，均可参见上述移动控制方法实施例中对应步骤的相关描述，此处不作赘述。
进一步地，本申请实施例还提供了一种轮式移动设备，其包括上述移动控制***100。本申请实施例中，轮式移动设备可以是自动导引搬运车(Automated Guided Vehicle，AGV)，也即，AGV小车，也可以是轮式机器人，还可以是其他运输类工具，本申请实施例对此不作具体限制。
综上所述，本申请实施例提供的移动控制方法能够在接收到移动控制参数之后，根据移动控制参数确定目标移动模型，再根据目标移动模型的模型特性和移动控制参数，获取多组驱动轮组中每组驱动轮组对应的工作参数组。如此，针对多组驱动轮组中的每组驱动轮组，该驱动轮组中转向电机能够根据对应的工作参数组控制驱动轮组中轮毂电机的转动角度，驱动轮组中轮毂电机又能够根据对应的工作参数组转动，从而实现独立的多轮转向和多轮驱动，基于独立的多轮转向和多轮驱动便能够实现平移与无磨损的原地转向，也即，克服了现有技术中轮式移动设备(应用本申请实施例提供的移动控制方法)转向不灵活和移动控制功能单一的技术问题。
本申请实施例提供的移动控制装置、***、控制器、计算机可读存储介质、移动控制***及轮式移动设备具有与第一方面，或第一方面的任意一种可选的实施方式所提供的移动控制***相同的有益效果，此处不作赘述。
在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“设置”应做广义理解，例如，可以是机械上的固定连接、可拆卸连接或一体地连接，可以是电学上的电连接、通信连接，其中，通信连接又可以是有线通信连接或无线通信连接，此外，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，对于本领域的技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
以上所述仅为本申请的部分实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种移动控制方法，其特征在于，包括：
在接收到移动控制参数之后，根据所述移动控制参数确定目标移动模型；
根据所述目标移动模型的模型特性和所述移动控制参数，获取多组驱动轮组中每组驱动轮组对应的工作参数组；
根据所述多组驱动轮组中每组驱动轮组对应的工作参数组控制轮式移动设备移动。
2.根据权利要求1所述的移动控制方法，其特征在于，所述移动控制参数包括设备中心线速度和设备平移角度表征信息，所述根据所述移动控制参数确定目标移动模型，包括：
若所述设备中心线速度为非零数值，且判定所述设备平移角度表征信息中不存在设备平移角度，则确定所述目标移动模型为四驱差分转向模型；
若所述设备中心线速度为零，且判定所述设备平移角度表征信息中不存在设备平移角度，则确定所述目标移动模型为零半径转向模型；
若判定所述设备平移角度表征信息中存在设备平移角度，则确定所述目标移动模型为万向平移模型。
3.根据权利要求1所述的移动控制方法，其特征在于，所述根据所述目标移动模型的模型特性和所述移动控制参数，获取多组驱动轮组中每组驱动轮组对应的工作参数组之前，所述移动控制方法还包括：
通过所述目标移动模型的模型形态，确定所述多组驱动轮组中每台轮毂电机的转向中心交点，以及确定所述多组驱动轮组中每台轮毂电机的转向角度关系；
将所述多组驱动轮组中每台轮毂电机的转向中心交点和所述多组驱动轮组中每台轮毂电机的转向角度关系作为所述目标移动模型的模型特性。
4.根据权利要求3所述的移动控制方法，其特征在于，所述多组驱动轮组为四组，所述通过所述目标移动模型的模型形态，确定所述多组驱动轮组中每台轮毂电机的转向中心交点，以及确定所述多组驱动轮组中每台轮毂电机的转向角度关系，包括：
若所述目标移动模型为四驱差分转向模型，则通过所述四驱差分转向模型的模型形态，确定四组驱动轮组中每台轮毂电机的转向中心交点位于所述多组驱动轮组中前轮毂电机和后轮毂电机刚性连接线的中垂线上，以及确定所述四组驱动轮组中每台轮毂电机的转向角度关系为左前轮毂电机的转动角度和左后轮毂电机的转动角度相互对称，且右前轮毂电机的转动角度和右后轮毂电机的转动角度相互对称。
5.根据权利要求3所述的移动控制方法，其特征在于，所述多组驱动轮组为四组，所述通过所述目标移动模型的模型形态，确定所述多组驱动轮组中每台轮毂电机的转向中心交点，以及确定所述多组驱动轮组中每台轮毂电机的转向角度关系，包括：
若所述目标移动模型为零半径转向模型，则通过所述零半径转向模型的模型形态，确定四组驱动轮组中每台轮毂电机的转向中心交点为左前轮毂电机、右前轮毂电机、左后轮毂电机和右后轮毂电机的中心位置，以及确定所述四组驱动轮组中每台轮毂电机的转向角度关系为相邻的两个轮毂电机的转动角度相互对称，对角位置的两个轮毂电机的转动角度相同。
6.根据权利要求3所述的移动控制方法，其特征在于，所述多组驱动轮组为四组，所述通过所述目标移动模型的模型形态，确定所述多组驱动轮组中每台轮毂电机的转向中心交点，以及确定所述多组驱动轮组中每台轮毂电机的转向角度关系，包括：
若所述目标移动模型为万向平移模型，则通过所述万向平移模型的模型形态，确定所述多组驱动轮组中每台轮毂电机的转向中心交点不存在，以及确定所述多组驱动轮组中每台轮毂电机的转向角度关系为左前轮毂电机、右前轮毂电机、左后轮毂电机和右后轮毂电机的转动角度与设备平移角度保持一致。
7.根据权利要求1所述的移动控制方法，其特征在于，所述移动控制参数包括设备中心线速度和设备中心转向角速度，所述根据所述目标移动模型的模型特性和所述移动控制参数，获取多组驱动轮组中每组驱动轮组对应的工作参数组，包括：
通过所述多组驱动轮组中每台轮毂电机的转向中心交点、所述多组驱动轮组中每台轮毂电机的转向角度关系和圆周运动公式，创建参数运算逻辑组；
通过所述设备中心线速度和所述设备中心转向角速度对所述参数运算逻辑组中的未知参数进行赋值，计算出所述多组驱动轮组中每组驱动轮组对应的工作参数组。
8.一种移动控制装置，其特征在于，包括：
模型确定模块，用于在接收到移动控制参数之后，根据所述移动控制参数确定目标移动模型；
参数获取模块，用于根据所述目标移动模型的模型特性和所述移动控制参数，获取多组驱动轮组中每组驱动轮组对应的工作参数组；
移动控制模块，用于根据所述多组驱动轮组中每组驱动轮组对应的工作参数组控制轮式移动设备移动。
9.一种控制器，其特征在于，包括微处理器和存储器，所述存储器上存储有计算机程序，所述微处理器用于执行所述计算机程序，以实现权利要求1～7中任意一项所述的移动控制方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被执行时，实现权利要求1～7中任意一项所述的移动控制方法。
11.一种移动控制***，其特征在于，包括控制器和多组驱动轮组，所述多组驱动轮组中每组驱动轮组包括转向电机，以及能够通过所述转向电机控制转向角度的轮毂电机；
所述控制器用于执行权利要求1～7中任意一项所述的移动控制方法，以在接收到移动控制参数之后，根据所述移动控制参数确定目标移动模型，并根据所述目标移动模型的模型特性和所述移动控制参数，获取多组驱动轮组中每组驱动轮组对应的工作参数组，所述工作参数组包括一条角度参数和一条速度参数，所述角度参数用于控制对应的驱动轮组中转向电机带动轮毂电机的转向角度，所述速度参数用于控制对应的驱动轮组中轮毂电机的转向速度；
针对所述多组驱动轮组中的每组驱动轮组，所述驱动轮组中转向电机用于根据对应的角度参数控制所述驱动轮组中轮毂电机的转向角度，所述驱动轮组中轮毂电机用于根据对应的速度参数转动。
12.一种轮式移动设备，其特征在于，包括权利要求11所述的移动控制***。
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