申请/专利权人：合肥工业大学

申请日：2022-02-24

公开（公告）日：2024-04-16

公开（公告）号：CN114545944B

主分类号：G05D1/43

分类号：G05D1/43;G05D109/30

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.16#授权;2022.06.14#实质审查的生效;2022.05.27#公开

摘要：本发明公开了一种基于磁钉磁场强度纠正的AGV航向定位导航方法，是根据路径规划按照一定间距布置的磁钉，并在AGV车头前方布置磁尺传感器、在AGV内部水平铺设惯性测量单元；然后将磁传感器扫描到的磁场强度沿着车体纵向和横向划分区域，标定磁场强度等级；最终在磁钉与磁钉之间使用惯性传感器测量车辆的角速度和速度，以预测位姿，实现车辆控制。本发明通过将惯性导航控制和基于磁场强度的磁钉导航融合起来，从而实现了高精度的定位控制。

主权项：1.一种基于磁钉磁场强度纠正的AGV航向定位导航方法，其特征是应用于AGV按照规划路径进行导航的工作场景中，在所述规划路径上按一定间距布置磁钉；所述AGV采用双轮差速驱动，假设在两个差速轮圆心连线的中垂线上的车头位置处有一个虚拟前轮，并在所述AGV的车头前方设置有磁尺传感器，在所述AGV的内部水平设置有惯性测量单元；所述定位导航方法是按如下步骤进行：步骤1：以所述工作场景的外接矩形构建坐标系，并令以坐标系的x轴为基准的逆时针方向为正方向；定义并初始化时刻k＝1；在所述坐标系中标定一个初始k时刻的质心位姿记为xk,yk,θk并作为AGV在规划路径上的出发点，其中，xk和yk表示坐标系下k时刻的位置坐标，θk是k时刻的行驶方向；设置磁钉触发的最低磁场强度为Hmin，并将沿磁尺传感器垂直方向的磁场强度划分为2个等级范围，第一级范围为Hmin—H1，第二级范围为H1—H2；其中，H1表示触发AGV纠正位姿的最低磁场强度，H2表示磁钉检测的最大磁场强度；步骤2：设定所述AGV的质心速度最大值为vmax，AGV以固定加速度α从出发点开始按照规划路径向前行驶，由vk＝vk-1+α×ΔT计算出AGV的k时刻质心速度vk，且vk≤vmax，ΔT表示相邻两时刻间的单位采样时间间隔；当k＝1时，令出发点的质心速度vk-1＝0；步骤3：判断AGV上的磁尺传感器在k时刻是否检测规划路径上的磁钉，若是，则执行步骤4；否则，利用惯导测量k时刻质心角速度wk，并执行步骤6；步骤4：判断检测到的磁钉的磁场强度是否在第一级范围内，若是，则表示AGV按照所述规划路径正常行驶，无偏离导航不修正；并执行步骤6；否则，表示检测到的磁钉的磁场强度在第二级范围内，则根据所述尺传感器测量到k时刻的位置偏差Ck，利用PID算法得出k时刻车辆当前车头方向偏离所述规划路径的角度偏差φk，并执行步骤5；步骤5：利用式1计算AGV在k时刻纠正后的质心角速度Wk并赋值给wk：Wk＝vk×tanφkL1式1中，L是虚拟前轮距离差速轮中间线的距离；步骤6：利用式2得到AGV的左差速轮的轮速VLk和右差速轮的轮速VRk，使得AGV按照计算的轮速在所述规划路径上行驶： 式2中，B为左、右差速轮的间距，M为差速轮的直径；步骤7：由双轮差速驱动电机反馈得到AGV在k+1时刻的左差速轮反馈的轮速VLk+1和右差速轮反馈的轮速VRk+1，从而利用式3计算AGV在k+1时刻的质心角速度wk+1和质心速度vk+1： 步骤8：根据式4建立AGV的运动方程，并得到k+1时刻AGV的质心位姿Xk+1＝xk+1,yk+1,θk+1T： 式4中，Xk＝xk,yk,θkT为k时刻AGV的质心位姿；Dk是k时刻和k+1时刻的单位采样时间间隔内AGV在直线上的位移，且Dk＝vk×ΔT；δk是k时刻和k+1时刻的单位采样时间内AGV的角位移，且δk＝wk×ΔT；步骤9：将k+1赋值给k后，返回步骤3，直到当前时刻的位置坐标达到目的位置为止。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 合肥工业大学 一种基于磁钉磁场强度纠正的AGV航向定位导航方法

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