智能移动机器人多车协同控制浮动系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术提供了一种智能移动机器人多车协同控制浮动系统及其控制方法，包括浮动控制模块，浮动控制模块包括浮动控制单元和浮动调整装置，浮动控制单元包括摄像机、角度编码器和限位开关，摄像机用于采集浮动调整装置x、y、z三个方向的浮动量偏差，角度编码器、限位开关采集浮动调整装置的浮动量信息，并将这些信息传动给AGV运动控制器，AGV运动控制器分别信号连接至导航定位模块、驱动模块和报警模块。本发明专利技术所述的智能移动机器人多车协同控制浮动系统及其控制方法，既可减少系统资源消耗，又可以减小通信误差，使多个AGV协同控制更加高效且运行稳定，保证多车协同控制系统在智能工厂中发挥更大的优势。

【技术实现步骤摘要】
智能移动机器人多车协同控制浮动系统及其控制方法
本专利技术属于智能移动机器人多车联动
，尤其是涉及一种智能移动机器人多车协同控制浮动系统及其控制方法。
技术介绍
随着智能制造浪潮席卷全球，物料运输过程的自动化程度是衡量制造业智能化、现代化水平的重要指标，智能移动机器人（AGV）多车联动在智能工厂物料运输等领域具有极高的应用价值。在长尺寸超大重量货物搬运任务中，多车联动使AGV具有更好的承载能力、耐磨性能和驱动效率。但多AGV驱动单元之间存在着协同控制问题，由于机器人车身的刚性约束，部分驱动单元不能完全依据自身当前路径偏差状态进行路径跟踪控制。现有的运动控制方法均是在传统的PID算法基础上融合神经网络、遗传算法等多种控制算法对PID参数进行自适应整定，该种方法可提升AGV在运行过程中的抗干扰能力、精确跟踪能力，但该类算法增加了系统运动模型的复杂度，控制器的设计难度大幅增加，运行平稳难以保证。另外，在多个AGV组成的系统中，车车间的通信具有延时性且存在通信误差，致使多车之间无法较好的协同控制，无法发挥多AGV系统价值。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术旨在提出一种智能移动机器人多车协同控制浮动系统，以提供一种既可减少系统资源消耗，又可以减小通信误差，使多个AGV协同控制更加高效的浮动系统。为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：一种智能移动机器人多车协同控制浮动系统，包括浮动控制模块、AGV运动控制器、导航定位模块、驱动模块、电源模块、报警模块，均安装在第一底板所在AGV本体的中间位置，浮动控制模块包括浮动控制单元和浮动调整装置，浮动控制单元包括摄像机、角度编码器和限位开关，摄像机用于采集浮动调整装置x、y、z三个方向的浮动量偏差，角度编码器、限位开关采集浮动调整装置的浮动量信息，并将这些信息传动给AGV运动控制器，AGV运动控制器分别信号连接至导航定位模块、驱动模块和报警模块，导航定位模块、驱动模块和报警模块。进一步的，所述浮动调整装置包括浮动部、支撑部和调整部，浮动部，安装在回转轴上方；支撑部，安装在回转轴下方，用于实现浮动部在支撑部水平面内的浮动；回转轴，用于限制浮动部在垂直方向的自由度；调整部，一端与浮动部的第一浮动板固接，另一端与所述支撑部的底板固接，用于调整浮动部的角度和偏差，并使浮动部复位。进一步的，所述浮动部包括对接法兰、第一轴承、轴承座、导轨和滑块，第一浮动板上方安装导轨，导轨与滑块滑动连接，滑块上方安装轴承座，轴承座上方通过第一轴承安装对接法兰，对接法兰绕轴承座实现回转运动。进一步的，所述第一浮动板一侧设有安装孔，所述支撑部包括轴承孔座、滚轮机构、底板和第二轴承，底板上方一侧安装轴承孔座，轴承孔座内部设有通孔，通孔上方安装第二轴承，且第二轴承与所述通孔内壁之间设有浮动间隙，回转轴一端安装在安装孔内，另一端穿过第二轴承插入所述通孔，使得第一浮动板绕回转轴进行摆动；所述第一浮动板远离轴承孔座一侧的下方安装滚轮机构。进一步的，所述摄像机安装在AGV本体的正中间位置，第二底板上正对浮动控制单元中的摄像机上方安装二维码，二维码上携带初始位置信息，将二维码中间位置标记为坐标原点，在AGV承载重物运动过程中，摄像机可检测底板上二维码的偏移量，即为车本体浮动姿态偏差信息，这些信息都发送至AGV运动控制器；角度编码器安装在回转轴上，用于获取浮动调整装置Y方向的浮动量信息，限位开关安装在滑块上，用于获取浮动调整装置X方向的浮动量信息，摄像机、角度编码器和限位开关分别信号连接至AGV运动控制器。AGV运动控制器基于摄像机获取到的车本体浮动姿态偏差信息实时调节回转轴和滑块的浮动量，以修正与前车的位置偏差。进一步的，所述导航定位模块为磁导航或二维码导航或基于激光雷达的激光SLAM导航。进一步的，所述AGV运动控制器包括AGV控制模块及其信号连接的信息采集与存储模块、多车协同定位计算模块和信息发送模块。进一步的，所述多车协同定位与计算模块包括自车定位计算单元、浮动位置计算单元、他车定位预测单元，AGV运动控制模块利用信息采集与存储模块采集到的信息进行计算，通过自车定位计算单元和浮动位置计算单元提升自车的定位精度，通过他车定位预测单元预测其他车辆的位置信息，同时对当前车辆进行路径规划。进一步的，所述AGV控制模块包括AGV控制单元，AGV控制单元与多个AGV相连，AGV控制单元基于信息发送模块的数据进行运算处理，以识别当前待控制的AGV，并将信息输出至多车协同定位与计算模块。相对于现有技术，本专利技术所述的智能移动机器人多车协同控制浮动系统具有以下优势：（1）本专利技术所述的智能移动机器人多车协同控制浮动系统，采用浮动控制装置等硬件的方式对车辆姿态进行调整，几乎不占用额外空间且外观保持基本一致，可改善PID算法控制的精确度，实现多车协同的稳步控制。（2）本专利技术所述的智能移动机器人多车协同控制浮动系统，仅采用一个多车协同定位与计算模块完成对所有车辆定位和行驶状态的确认，减少了车车频繁通信造成的误差，且具有信息补足单元，若目标车辆信息提取不及时可进行信息补足，提高了多车协同控制的稳定性。（3）本专利技术所述的智能移动机器人多车协同控制浮动系统，既可减少系统资源消耗，又可以减小通信误差，使多个AGV协同控制更加高效且运行稳定，保证多车协同控制系统在智能工厂中发挥更大的优势。本专利技术的另一目的在于提出一种智能移动机器人多车协同控制浮动系统的控制方法，以解决传统PID算法稳定性差的问题。为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：一种智能移动机器人多车协同控制浮动系统的控制方法，包括S1.信息采集与存储模块中的信息采集单元对车的位置信息、浮动信息和行驶状态进行采集，并将所述信息打包传输至滤波单元，经过滤波后传输至存储单元进行存储打包；S2.存储单元对信息打包存储完成；S3.信息存储单元将打包好的数据传输至多车协同定位计算模块，基于浮动信息进行处理补足位置偏差信息；S4.经过自车定位计算单元、浮动位置计算单元、信息补足单元和他车定位预测单元的运算，多车协同定位的信息计算完成；S5.智能移动机器人多车的信息经过信息采集与存储模块、多车协同定位计算模块传输至信息发送模块，信息发送模块进行解析保证数据的完整准确可靠；S6.信息发送模块将上述数据包传送至AGV控制单元。所述智能移动机器人多车协同控制浮动系统的控制方法与上述智能移动机器人多车协同控制浮动系统相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。附图说明构成本专利技术的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1为本专利技术实施例所述的多车协同控制浮动调整系统的基本构成图；图2为本专利技术实施例所述的浮动调整装置的结构示意图；图3为本专利技术实施例所述的浮动调整装置的俯视图；...

【技术保护点】
1.智能移动机器人多车协同控制浮动系统，其特征在于：包括浮动控制模块、AGV运动控制器、导航定位模块、驱动模块、电源模块、报警模块，/n浮动控制模块包括浮动控制单元和浮动调整装置，浮动控制单元包括摄像机、角度编码器和限位开关，摄像机用于采集浮动调整装置x、y、z三个方向的浮动量偏差，角度编码器、限位开关采集浮动调整装置的浮动量信息，并将这些信息传动给AGV运动控制器，AGV运动控制器分别信号连接至导航定位模块、驱动模块和报警模块，导航定位模块、驱动模块、报警模块和浮动控制单元的摄像机均安装在AGV本体的中间位置。/n

【技术特征摘要】
1.智能移动机器人多车协同控制浮动系统，其特征在于：包括浮动控制模块、AGV运动控制器、导航定位模块、驱动模块、电源模块、报警模块，
浮动控制模块包括浮动控制单元和浮动调整装置，浮动控制单元包括摄像机、角度编码器和限位开关，摄像机用于采集浮动调整装置x、y、z三个方向的浮动量偏差，角度编码器、限位开关采集浮动调整装置的浮动量信息，并将这些信息传动给AGV运动控制器，AGV运动控制器分别信号连接至导航定位模块、驱动模块和报警模块，导航定位模块、驱动模块、报警模块和浮动控制单元的摄像机均安装在AGV本体的中间位置。


2.根据权利要求1所述的智能移动机器人多车协同控制浮动系统，其特征在于：所述浮动调整装置包括浮动部、支撑部和调整部，
浮动部，安装在回转轴上方；
支撑部，安装在回转轴下方，用于实现浮动部在支撑部水平面内的浮动；
回转轴，用于限制浮动部在垂直方向的自由度；
调整部，一端与浮动部的第一浮动板固接，另一端与所述支撑部的底板固接，用于调整浮动部的角度和偏差，并使浮动部复位。


3.根据权利要求2所述的智能移动机器人多车协同控制浮动系统，其特征在于：所述浮动部包括对接法兰、第一轴承、轴承座、导轨和滑块，第一浮动板上方安装导轨，导轨与滑块滑动连接，滑块上方安装轴承座，轴承座上方通过第一轴承安装对接法兰，对接法兰绕轴承座实现回转运动。


4.根据权利要求2所述的智能移动机器人多车协同控制浮动系统，其特征在于：所述第一浮动板一侧设有安装孔，所述支撑部包括轴承孔座、滚轮机构、底板和第二轴承，底板上方一侧安装轴承孔座，轴承孔座内部设有通孔，通孔上方安装第二轴承，且第二轴承与所述通孔内壁之间设有浮动间隙，回转轴一端安装在安装孔内，另一端穿过第二轴承插入所述通孔，使得第一浮动板绕回转轴进行摆动；所述第一浮动板远离轴承孔座一侧的下方安装滚轮机构。


5.根据权利要求1所述的智能移动机器人多车协同控制浮动系统，其特征在于：所述摄像机安装在AGV本体的正中间位置，第二底板上正对浮动控制单元中的摄像机上方安装二维码，二维码上携带初始位置信息，将二维码中间位置标记为坐标原点，在AGV承载重物运动过程中，摄像机可检测底板上二维码的偏移量，即为车本体浮动姿态偏差信息，这些信息都发送至AGV运动控制器；角度编码器安装在回转轴上，用于获取浮动调整装置Y方...

【专利技术属性】
技术研发人员：张洋洋，刘丹，徐硕，韩强，
申请(专利权)人：天津航天机电设备研究所，
类型：发明
国别省市：天津;12