一种导航控制方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种导航控制方法和装置，涉及自动控制技术领域。该方法的一具体实施方式包括：获取车辆的位置信息和速度信息；根据所述位置信息和速度信息计算车辆在下一插补周期中的规划速度；构建用于表示导航路径的多项式函数，根据导航路径在路径段拼接点处的预期曲率值确定边界条件，根据所述边界条件确定所述多项式函数中各项的系数；根据所述规划速度和所述多项式函数，计算车辆各驱动轮的规划转速；在下一插补周期内，控制所述驱动轮依所述规划转速运行。该实施方式能够实现车辆行驶过程的平顺控制，缓解位姿矫正时的摆尾现象。

A Navigation Control Method and Device

【技术实现步骤摘要】
一种导航控制方法和装置
本专利技术涉及自动控制
，尤其涉及一种导航控制方法和装置。
技术介绍
在无人仓储技术中，对自动导引运输车导航的一般方法是采用分段导航方式：在路径段的连接处设置二维码标签等识别标志，当车辆通过该识别标志时，根据标识的位置对车辆位姿进行矫正。在实现本专利技术过程中，专利技术人发现现有技术中至少存在如下问题：由于位姿估计误差、识别标志设置误差等误差的存在，车辆在经过识别标志时的实际位置与规划的运行位置会存在误差，从而引起车辆运动状态的跳变，导致车辆发生摆尾、侧滑等问题，影响运行稳定性。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例提供一种导航控制方法和装置，能够实现车辆行驶过程的平顺控制，缓解位姿矫正时的摆尾现象。为实现上述目的，根据本专利技术实施例的一个方面，提供了一种导航控制方法，包括：获取车辆的位置信息和速度信息；根据所述位置信息和速度信息计算车辆在下一插补周期中的规划速度；构建用于表示导航路径的多项式函数，根据导航路径在路径段拼接点处的预期曲率值确定边界条件，根据所述边界条件确定所述多项式函数中各项的系数；根据所述规划速度和所述多项式函数，计算车辆各驱动轮的规划转速；在下一插补周期内，控制所述驱动轮依所述规划转速运行。可选的，根据所述位置信息和速度信息计算车辆在下一插补周期中的规划速度的步骤包括：根据所述定位信息计算车辆的剩余运动距离；根据所述速度信息确定车辆的当前速度；基于梯形或S形加减速策略，根据所述当前速度规划移动所述剩余运动距离时的速度函数；根据所述速度函数确定所述车辆在下一插补周期中的规划速度。可选的，构建用于表示导航路径的多项式函数的步骤包括：以沿路径段向前的方向为x轴正向，以垂直于车辆运动平面向外的方向为z轴正向，构建符合右手定则的坐标系；基于所述坐标系构建用于表示导航路径的多项式函数；根据导航路径在路径段拼接点处的预期曲率值确定边界条件的步骤包括：在路径段拼接点处，导航路径的预期曲率值为0，所述边界条件包括：对于所述多项式函数所对应的曲线上x坐标与所述当前路径段终点的x坐标相同的点，所述多项式函数中y的值、y对x的一阶导数值和y对x的二阶导数值在该点均为零。可选的，在根据所述边界条件确定所述多项式函数中各项的系数的步骤前，还包括：根据所述位置信息判断所述车辆是否位于当前路径段和下一路径段的拼接点处；若是，则根据所述速度信息确定车辆的当前速度和当前转动角速度，根据所述当前速度和所述转动角速度计算当前路径曲率；根据所述当前路径曲率计算导航路径起点处y对x的二阶导数值；若不是，则将导航路径起点处y对x的二阶导数值设置为零；将所述导航路径起点处y对x的二阶导数加入边界条件。可选的，根据所述规划速度和所述多项式函数，计算车辆各驱动轮的规划转速的步骤包括：判断所述规划速度和所述多项式函数是否满足可跟随性要求；若满足，则根据所述规划速度和所述多项式函数，计算车辆各驱动轮的规划转速；若不满足，则调整所述规划速度，然后根据调整后的规划速度和所述多项式函数，计算车辆各驱动轮的规划转速；或者；若不满足，则计算规划旋转半径，然后根据所述规划速度和所述规划旋转半径计算车辆各驱动轮的规划转速。可选的，判断所述规划速度和所述多项式函数是否满足可跟随性要求的步骤包括：根据所述多项式函数计算车辆在下一插补周期中的旋转半径；根据所述规划速度和所述下一插补周期中的旋转半径计算车辆在下一插补周期中所需要的向心加速度；判断所述向心加速度是否大于向心加速度阈值；若不大于，则确定所述规划速度和所述多项式函数满足可跟随性要求；若大于，则确定所述规划速度和所述多项式函数不满足可跟随性要求；调整所述规划速度的步骤包括：根据所述下一插补周期中的旋转半径和所述向心加速度阈值计算速度阈值，将所述规划速度设置为不大于所述速度阈值的值；计算规划旋转半径的步骤包括：据所述规划速度和所述向心加速度阈值计算半径阈值，将规划旋转半径设置为不小于所述半径阈值的值。为实现上述目的，根据本专利技术实施例的另一个方面，提供了一种导航控制装置，包括：位姿获取模块，用于获取车辆的位置信息和速度信息；速度规划模块，用于根据所述位置信息和速度信息计算车辆在下一插补周期中的规划速度；路径规划模块，用于构建用于表示导航路径的多项式函数，根据导航路径在路径段拼接点处的预期曲率值确定边界条件，根据所述边界条件确定所述多项式函数中各项的系数；转速计算模块，用于根据所述规划速度和所述多项式函数，计算车辆各驱动轮的规划转速；驱动模块，用于在下一插补周期内，控制所述驱动轮依所述规划转速运行。可选的，所述速度规划模块还用于：根据所述定位信息计算车辆的剩余运动距离；根据所述速度信息确定车辆的当前速度；基于梯形或S形加减速策略，根据所述当前速度规划移动所述剩余运动距离时的速度函数；根据所述速度函数确定所述车辆在下一插补周期中的规划速度。可选的，所述路径规划模块还用于：以沿路径段向前的方向为x轴正向，以垂直于车辆运动平面向外的方向为z轴正向，构建符合右手定则的坐标系；基于所述坐标系构建用于表示导航路径的多项式函数；在路径段拼接点处，导航路径的预期曲率值为0，所述边界条件包括：对于所述多项式函数所对应的曲线上x坐标与所述当前路径段终点的x坐标相同的点，所述多项式函数中y的值、y对x的一阶导数值和y对x的二阶导数值在该点均为零。可选的，所述路径规划模块还用于：根据所述位置信息判断所述车辆是否位于当前路径段和下一路径段的拼接点处；若是，则根据所述速度信息确定车辆的当前速度和当前转动角速度，根据所述当前速度和所述转动角速度计算当前路径曲率；根据所述当前路径曲率计算导航路径起点处y对x的二阶导数值；若不是，则将导航路径起点处y对x的二阶导数值设置为零；将所述导航路径起点处y对x的二阶导数加入边界条件。可选的，所述转速计算模块还用于：判断所述规划速度和所述多项式函数是否满足可跟随性要求；若满足，则根据所述规划速度和所述多项式函数，计算车辆各驱动轮的规划转速；若不满足，则调整所述规划速度，然后根据调整后的规划速度和所述多项式函数，计算车辆各驱动轮的规划转速；或者；若不满足，则计算规划旋转半径，然后根据所述规划速度和所述规划旋转半径计算车辆各驱动轮的规划转速。可选的，所述转速计算模块还用于：根据所述多项式函数计算车辆在下一插补周期中的旋转半径；根据所述规划速度和所述下一插补周期中的旋转半径计算车辆在下一插补周期中所需要的向心加速度；判断所述向心加速度是否大于向心加速度阈值；若不大于，则确定所述规划速度和所述多项式函数满足可跟随性要求；若大于，则确定所述规划速度和所述多项式函数不满足可跟随性要求；根据所述下一插补周期中的旋转半径和所述向心加速度阈值计算速度阈值，将所述规划速度设置为不大于所述速度阈值的值；计算规划旋转半径的步骤包括：据所述规划速度和所述向心加速度阈值计算半径阈值，将规划旋转半径设置为不小于所述半径阈值的值。为实现上述目的，根据本专利技术实施例的再一个方面，提供了一种导航控制电子设备，包括：一个或多个处理器；存储装置，用于存储一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器至少实现：获取车辆的位置信息和速度信息；根据所述位置信息和速度信息计算车辆在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种导航控制方法，其特征在于，包括：获取车辆的位置信息和速度信息；根据所述位置信息和速度信息计算车辆在下一插补周期中的规划速度；构建用于表示导航路径的多项式函数，根据导航路径在路径段拼接点处的预期曲率值确定边界条件，根据所述边界条件确定所述多项式函数中各项的系数；根据所述规划速度和所述多项式函数，计算车辆各驱动轮的规划转速；在下一插补周期内，控制所述驱动轮依所述规划转速运行。

【技术特征摘要】
1.一种导航控制方法，其特征在于，包括：获取车辆的位置信息和速度信息；根据所述位置信息和速度信息计算车辆在下一插补周期中的规划速度；构建用于表示导航路径的多项式函数，根据导航路径在路径段拼接点处的预期曲率值确定边界条件，根据所述边界条件确定所述多项式函数中各项的系数；根据所述规划速度和所述多项式函数，计算车辆各驱动轮的规划转速；在下一插补周期内，控制所述驱动轮依所述规划转速运行。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述位置信息和速度信息计算车辆在下一插补周期中的规划速度的步骤包括：根据所述定位信息计算车辆的剩余运动距离；根据所述速度信息确定车辆的当前速度；基于梯形或S形加减速策略，根据所述当前速度规划移动所述剩余运动距离时的速度函数；根据所述速度函数确定所述车辆在下一插补周期中的规划速度。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，构建用于表示导航路径的多项式函数的步骤包括：以沿路径段向前的方向为x轴正向，以垂直于车辆运动平面向外的方向为z轴正向，构建符合右手定则的坐标系；基于所述坐标系构建用于表示导航路径的多项式函数；根据导航路径在路径段拼接点处的预期曲率值确定边界条件的步骤包括：在路径段拼接点处，导航路径的预期曲率值为0，所述边界条件包括：对于所述多项式函数所对应的曲线上x坐标与所述当前路径段终点的x坐标相同的点，所述多项式函数中y的值、y对x的一阶导数值和y对x的二阶导数值在该点均为零。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在根据所述边界条件确定所述多项式函数中各项的系数的步骤前，还包括：根据所述位置信息判断所述车辆是否位于当前路径段和下一路径段的拼接点处；若是，则根据所述速度信息确定车辆的当前速度和当前转动角速度，根据所述当前速度和所述转动角速度计算当前路径曲率；根据所述当前路径曲率计算导航路径起点处y对x的二阶导数值；若不是，则将导航路径起点处y对x的二阶导数值设置为零；将所述导航路径起点处y对x的二阶导数加入边界条件。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述规划速度和所述多项式函数，计算车辆各驱动轮的规划转速的步骤包括：判断所述规划速度和所述多项式函数是否满足可跟随性要求；若满足，则根据所述规划速度和所述多项式函数，计算车辆各驱动轮的规划转速；若不满足，则调整所述规划速度，然后根据调整后的规划速度和所述多项式函数计算车辆各驱动轮的规划转速；或者；若不满足，则计算规划旋转半径，然后根据所述规划速度和所述规划旋转半径计算车辆各驱动轮的规划转速。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，判断所述规划速度和所述多项式函数是否满足可跟随性要求的步骤包括：根据所述多项式函数计算车辆在下一插补周期中的旋转半径；根据所述规划速度和所述下一插补周期中的旋转半径计算车辆在下一插补周期中所需要的向心加速度；判断所述向心加速度是否大于向心加速度阈值；若不大于，则确定所述规划速度和所述多项式函数满足可跟随性要求；若大于，则确定所述规划速度和所述多项式函数不满足可跟随性要求；调整所述规划速度的步骤包括：根据所述下一插补周期中的旋转半径和所述向心加速度阈值计算速度阈值，将所述规划速度设置为不大于所述速度阈值的值；计算规划旋转半径的步骤包括：据所述规划速度和所述向心加速度阈值计算半径阈值，将规划旋转半径设置为不小于所述半径阈值的值。7.一种导航控制装置，其特征在于，包括：位姿获取模块，用于获取车辆的位...

【专利技术属性】
技术研发人员：张强，
申请(专利权)人：北京京东尚科信息技术有限公司，北京京东世纪贸易有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11