[发明专利]一种基于激光引导双轮差速AGV的原地偏航旋转方法

权利要求书

1.一种基于激光引导双轮差速AGV的原地偏航旋转方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

步骤1，AGV车载控制系统通过无线网络与上位机控制系统进行通讯，接收到路径信息；

步骤2，激光引导AGV通过激光扫描仪得到小车的位姿信息(x₀，y₀，θ₀)，其中小车当前航向角在0～360°并与车载控制系统进行数据交换；

步骤3，利用AGV位姿信息和目标点得到通过该两点的直线与X轴正方向之间的较小夹角，再通过计算使夹角在0～360°之间；

步骤4，通过AGV小车当前航向角度值与目标点期待航向角度值进行比较，得到理论偏差，同时遵循能量最小原理，运用相应算法，得到使小车往角度较小方向旋转，即小车理应原地偏航旋转到达期待航向的度数；

即通过AGV小车实际朝向角度值θ₀与目标点期待航向角度值θ进行比较，得到理论偏差Δθ，同时遵循能量最小原理，运用相应算法，得到使小车往角度较小方向旋转，即小车理应原地偏航旋转到达期待航向的度数Δθ′，具体实现方法包括：

步骤4.1，得出理论偏差Δθ：

Δθ＝θ₀-θ；

步骤4.2，遵循能量最小原理，求出AGV小车理应转过的角度Δθ′：

当Δθ＜-180°时Δθ′＝Δθ+360°；

当Δθ＞180°时Δθ′＝Δθ-360°；

当-180≤Δθ≤180°时Δθ′＝Δθ；

将此换算过程称为“格式化”，即将差值Δθ′以0作为分割点，可快速确定AGV小车原地旋转的方向：当Δθ′≥0时，控制AGV小车原地顺时针旋转；当Δθ′＜0时，控制AGV小车原地逆时针旋转；

步骤5，基于双轮差速AGV的原地偏航旋转，设置相应的减速点，当车轮到达减速点时，车速开始降低，停止时，AGV小车到达期待航向，允许小范围的误差；

具体实现方法包括：

Δθ₂＝ωt₂ (5)

Δθ₃＝Δθ₁+Δθ₂ (6)

联立公式(1)～公式(6)，可得减速点的位置：

以AGV两个驱动轮连线中点为圆心原地旋转，以上公式中，ω为匀速旋转时的角速度，v为匀速旋转时车轮的速度，D为两个驱动轮连线之间的距离，ω_t为减速末角速度，v_t为减速末车轮的速度，a为匀减速旋转时的加速度，t₁为减速过程所用的时间，t₂为系统反应时间，Δθ₁为减速转过的角度，Δθ₂为系统反应时间内转过的角度，Δθ₃为从减速点到减速完成转过的角度。

2.如权利要求1所述的基于激光引导双轮差速AGV的原地偏航旋转方法，其特征在于，步骤1中，所述上位机控制系统同时使用两种方法通过无线网络发送作业任务指令以及路径运行指令，再由AGV通过主控制器软件中的任务功能模块处理成为车载控制系统的执行指令，同时主控制器反馈模块将AGV运行过程中的实时信息反馈回上位机控制系统，方法具体包括：

AGV的行走路径由上位机控制系统的路径规划软件运用高适应度值遗传算法确定，最优路径确定后，同时使用两种方法传输路径信息，第一种为实时下发路径，上位机通过无线网络实时传输下一段AGV需要行走的路径信息，并实时监控AGV当前位置；第二种方法为一次性下发当前作业所有路径，上位机路径规划软件根据当前作业任务确定该任务所有路径并一次性下发完毕。

3.如权利要求1所述的基于激光引导双轮差速AGV的原地偏航旋转方法，其特征在于，AGV的主控制器为基于嵌入式操作系统的IPC控制器，在该操作系统下运行符合国际标准IEC61131-3软PLC，方法在该软PLC中实现。