高安全裕度的单AGV智能车库路径跟踪控制系统及方法技术方案

本发明专利技术提供了一种高安全裕度的单AGV智能车库路径跟踪控制系统及方法，AGV根据规划车速判断AGV处于低速工况还是高速工况，低速工况时，执行基于AGV运动学模型的控制策略，高速工况时，执行基于AGV动力学模型的控制策略，对转向系统进行控制调整，直至完成AGV整体的路径跟踪控制。本发明专利技术针对AGV特性选择合适的控制策略，满足不同工况下的路径跟踪控制需求，提高了AGV的整体综合性能；本发明专利技术在高速工况下的控制策略中设计前馈控制器，消除路径跟踪过程中横向控制的稳态误差；本发明专利技术通过约束AGV整体的实际位置与目标位置之间形成的偏差面积，实现对控制器输出的动态调整，从而使AGV可以达到更高的通过安全裕度。可以达到更高的通过安全裕度。可以达到更高的通过安全裕度。

【技术实现步骤摘要】
高安全裕度的单AGV智能车库路径跟踪控制系统及方法


[0001]本专利技术属于智能车库中移动机器人自动驾驶
，具体涉及一种高安全裕度的单AGV智能车库路径跟踪控制系统及方法。

技术介绍

[0002]基于移动机器人(Automated Guided Vehicle，AGV)的智能车库(Robot Stereo Garage，RIG)是融入现代化智能控制技术的立体车库，通过AGV搬运车辆在车库内移动，实现人车分离，降低了停车难度，提升了停车过程中的环保性与便利性。AGV路径跟踪控制技术是智能车库中AGV搬运车辆到指定停车位作业的关键技术。目前，AGV运行过程中的实际位置与目标位置的偏差以及AGV尺寸对整体通过性的影响，是智能车库建设中亟待解决的技术难题。
[0003]常见智能车库中存在较多的狭窄区域，在通过这些区域时，AGV极易与周围车辆或物体发生碰撞，从而造成整体通过安全裕度的下降，无法安全进入指定停车位。同时，路径跟踪控制中，传统的单一控制算法不能有效协调自主转向系统在不同工况下的控制需求，不同的工况应具有不同的控制目标和侧重点。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高安全裕度的单AGV智能车库路径跟踪控制方法，其特征在于：AGV根据规划车速判断AGV处于低速工况还是高速工况，在低速工况时，执行基于AGV运动学模型的控制策略，在高速工况时，执行基于AGV动力学模型的控制策略；所述基于AGV运动学模型的控制策略，具体为：以车后轴为切点、AGV纵向车身为切线，通过控制方向盘转角δ，使AGV沿着一条经过目标路径的圆弧行驶；所述方向盘转角δ为：其中：L为AGV轴距，α为车身与目标路径的夹角，p是调整系数，v
x
是为AGV的纵向车速；所述基于AGV动力学模型的控制策略，具体采用LQR控制器控制，所述LQR控制器的最终控制率为：U(t)＝
‑
KX(t)＝
‑
R
‑1B
T
PX(t)其中：K为状态反馈控制器，X(t)为误差e
rr
在t时刻的值，R为控制器的加权矩阵，矩阵P(t)为Riccati方程PA+A
T
P
‑
PBR
‑1BP
T
+Q＝0的解，C
αf
是前轮的侧偏刚度，m为AGV整体质量，a是AGV质心到前轴的距离，I为AGV绕z轴的转动惯量；所述基于AGV动力学模型的控制策略中设计前馈控制器，使得控制量输出u＝
‑
KX+δ
q
，且变量前馈控制器以δ
q
作为控制输出；其中：b是AGV质心到后轴的距离，C
αr
为后轮的侧偏刚度，θ
r
为规划航向角，k3为LQR控制器增益；控制模块输出u
*
＝γu+(1
‑
γ)θ，对转向系统进行控制调整，直至完成AGV整体的路径跟踪控制；其中k为路径曲率，θ是最优航向角。2.根据权利要求1所述的高安全裕度的单AGV智能车库路径跟踪控制方法，其特征在于，所述最...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁军，赵羿寒，陈龙，蔡英凤，蔡涛，徐永龙，陈逢强，杜万兵，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：