[发明专利]一种磁导航AGV的高精度定位方法

说明书

本发明公开了一种磁导航AGV的高精度定位方法，极大的提高了磁导航AGV定位的精度以及稳定性，并且相比于其他磁导航方法，有着较高的灵活性，提高了磁导航小车的运行速度以及工作效率。本发明将扩展卡尔曼滤波与模糊控制相结合，不仅提高了磁导航小车的定位精度，并且在小车高速运行状态下，可以极大地提高小车的灵活性，提高此导航小车的工作效率，以满足高精度，高速度的场合需要。

技术领域

本发明涉及磁导航技术领域，具体为一种磁导航AGV的高精度定位方法。

背景技术

磁导航技术广泛应用在AGV领域，以磁导航为技术主体的AGV凭借其较高的定位精度，较高的灵活性，广泛应用在物流运输等领域。

磁导航技术主要满足AGV路径引导以及小车定位的需求，但磁导航方法有着许多弊端，例如小车在高速运动过程中，会出现累计误差，以及小车的稳定性会极大地降低。

发明内容

本发明提出了一种全新的定位方法，极大的提高了磁导航AGV定位的精度以及稳定性，并且相比于其他磁导航方法，有着较高的灵活性，提高了磁导航小车的运行速度以及工作效率。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种磁导航AGV的高精度定位方法，包括以下步骤：

步骤一：建立磁导航小车的运动学模型：首先安装圆柱形小磁铁，然后在磁导航小车上安装霍尔效应传感器，传感器通过测量磁通量密度以及磁偶极电位，测量小磁铁与传感器之间的相对位置；

步骤二：建立隶属度函数和模糊控制规则：模糊控制的两个输入参数为d_e和θ_e，分别是小车当前位置与期望路径的横向偏差以及角度偏差；

步骤三：基于扩展卡尔曼滤波算法的误差纠正：扩展卡尔曼滤波有预测和更新两个过程，根据上一时刻的状态量x_k-1，控制输入量u_k-1，噪声干扰量w_k-1，来计算出下一时刻的状态量，此步骤包括以下四个过程：

过程一：预测磁导航小车下一时刻位置；

过程二：计算错误协方差矩阵；

过程三：观测和匹配过程；

过程四：评估过程。

优选的，所述步骤一中，磁导航小车质心的线速度以及角速度计算公式如下所示：

通过时间迭代的方法计算磁导航小车的位移公式：

Δx_c＝v_c·cosθ_c·T

Δy_c＝v_c·sinθ_c·T

Δθ_c＝ω_c·T

总计算公式如下：

优选的，所述步骤一中，测量小磁铁与传感器之间的相对位置所用公式如下：

其中，U,B_y,B_x,B_z，由霍尔效应传感器测得，然后计算出磁导航小车相对于磁铁的位置坐标：x,y,z。

优选的，所述步骤二的模糊控制规则如下所示：