CN114700987A - 一种agv舵轮安装位置标定方法、装置及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种AGV舵轮安装位置标定方法、装置及存储介质，所述舵轮的数量为四个，四个所述舵轮为梯形对称安装方式，所述方法包括：选定一个舵轮为静止舵轮，其他舵轮为自由舵轮；将所述静止舵轮设置为抱闸模式，将所有所述自由舵轮均设置为非抱闸模式；在AGV受到外力绕所述静止舵轮原地旋转并待所述自由舵轮摆正后，获取移动前后所有所述舵轮的编码器的编码数据变化量；根据各所述舵轮的编码数据变化量以及圆周运动的几何关系，计算各所述舵轮的安装位置参数。该方案标定方式简单，不需要额外的标定工具，减少因测量误差造成的标定误差；同时，其计算方式简单，能够对舵轮的安装位置进行准确的标定。

Description

一种AGV舵轮安装位置标定方法、装置及存储介质

技术领域

本发明涉及位置标定方法领域，特别涉及一种AGV舵轮安装位置标定方法、装置及存储介质。

背景技术

AGV运动控制算法中，会用到舵轮的相关参数，其中舵轮的安装位置是移动机器人运动控制中的重要参数，决定了舵轮的实际的运动情况，也决定了机器人运动控制的精度，如果舵轮是驱动轮，还影响舵轮的速度等。

由于制造和安装误差的影响，以及长时间的运动磨损，舵轮的安装位置和设计值往往存在一定的偏差，如果使用错误的设计值进行方向和速度解算，AGV实际运动和期望运动不一致，对AGV的运动控制产生直接的影响。

而现有技术中，并没有一种容易实施，且能够进行准确标定的AGV舵轮安装位置标定方法。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种操作简单，并能准确的标定出舵轮的轮距和轴距的真实值的AGV舵轮安装位置标定方法、装置及存储介质。

技术方案：为实现上述目的，本发明的AGV舵轮安装位置标定方法中，所述舵轮的数量为四个，四个所述舵轮为梯形对称安装方式，所述方法包括：

选定一个舵轮为静止舵轮，其他舵轮为自由舵轮；

将所述静止舵轮设置为抱闸模式，将所有所述自由舵轮均设置为非抱闸模式；

在AGV受到外力绕所述静止舵轮原地旋转并待所有所述自由舵轮摆正后，获取移动前后所有所述舵轮的编码器的编码数据变化量；

根据各所述舵轮的编码数据变化量以及圆周运动的几何关系，计算各所述舵轮的安装位置参数。

进一步地，每个所述舵轮均具有前进编码器以及旋转编码器；其特征在于，根据各所述舵轮的编码数据变化量以及圆周运动的几何关系，计算各所述舵轮的安装位置参数包括：

根据所述静止舵轮移动前后对应的旋转编码数据，获得所述静止舵的旋转编码数据变化量，并计算所述静止舵轮的旋转角度；

根据各所述自由舵轮移动前后对应的前进编码数据，获得各所述自由舵轮的前进编码数据变化量，并计算各所述自由舵轮的实际前进距离；

根据所述静止舵轮的旋转角度以及圆周运动的几何关系计算各所述自由舵轮的理论前进距离；

根据所述实际前进距离与所述理论前进距离的对应关系进行计算，得到各所述舵轮的安装位置参数。

进一步地，所述静止舵轮的旋转角度根据以下公式计算:

其中：φ为所述静止舵轮的旋转角度，

为所述静止舵轮的旋转编码数据变化量，R^r为所述静止舵轮的旋转编码器的分辨率。

进一步地，各所述自由舵轮的实际前进距离根据以下公式计算：

其中：s_LF、s_RF、s_RB分别为与所述静止舵轮左右同侧、斜对角、前后同侧的自由舵轮的实际前进距离；D为自由舵轮的直径；

分别为与所述静止舵轮左右同侧、斜对角、前后同侧的自由舵轮的前进编码数据变化量；R^l为所述自由舵轮的前进编码器的分辨率。

进一步地，各所述自由舵轮的理论前进距离根据以下公式计算：

φW₂＝s'_RB；

其中：φ为所述静止舵轮的旋转角度，W₁为距离较小的左右两轮子之间的距离，W₂为距离较大的左右两轮子之间的距离，L为前后轮轴距，s'_LF、s'_RF、s'_RB分别为与所述静止舵轮左右同侧、斜对角、前后同侧的自由舵轮的理论前进距离。

进一步地，所述实际前进距离与所述理论前进距离的对应关系为：

s_LF＝s'_LF；

s_RF＝s′_RF；

s_RB＝s′_RB；

得到的所述舵轮的安装位置参数W₁、W₂、L的具体计算公式如下：

W₂＝s_RB/φ；

AGV舵轮安装位置标定装置，其包括：

选定模块，用于选定一个舵轮为静止舵轮，其他舵轮为自由舵轮；

设置模块，用于将所述静止舵轮设置为抱闸模式，将所有所述自由舵轮均设置为非抱闸模式；

获取模块，在AGV受到外力绕所述静止舵轮原地旋转并待所述自由舵轮摆正后，获取移动前后所有所述舵轮的编码器的编码数据变化量；

计算模块，用于根据各所述舵轮的编码数据变化量以及圆周运动的几何关系，计算各所述舵轮的安装位置参数。

进一步地，所述计算模块包括：

第一计算模块，用于根据所述静止舵轮移动前后对应的旋转编码数据，获得所述静止舵的旋转编码数据变化量，并计算所述静止舵轮的旋转角度；

第二计算模块，用于根据各所述自由舵轮移动前后对应的前进编码数据，获得各所述自由舵轮的前进编码数据变化量，并计算各所述自由舵轮的实际前进距离；

第三计算模块，用于根据所述静止舵轮的旋转角度以及圆周运动的几何关系计算各所述自由舵轮的理论前进距离；

第四计算模块，用于根据所述实际前进距离与所述理论前进距离的对应关系进行计算，得到各所述舵轮的安装位置参数。

存储介质，其内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时能够实施上述的AGV舵轮安装位置标定方法。

有益效果：本发明的AGV舵轮安装位置标定方法、装置及存储介质，采用将一个舵轮设为抱闸模式，另外三个舵轮设为自由模式，推动AGV使三个自由舵轮围绕静止舵轮转圈，待所有轮子摆正后，通过编码器数据以及圆周运动几何关系进行舵轮轮距以及轴距计算的方式对AGV舵轮安装位置进行标定，其标定方式简单，不需要额外的标定工具，减少因测量误差擦成的标定误差，同时，其计算方式简单，能够对舵轮的安装位置进行准确的标定。

附图说明

图1为AGV舵轮安装位置标定方法流程图；

图2为AGV舵轮安装位置标定装置的构成示意图；

图3为AGV舵轮安装的位置关系示意图；

图4为AGV舵轮运动时舵轮运动方向关系示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作更进一步的说明。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

此外，在后续的描述中，使用用于表示元件的诸如“模块”、“部件”或“单元”的后缀仅为了有利于本发明的说明，其本身没有特定的意义。因此，“模块”、“部件”或“单元”可以混合地使用。

第一实施例：

本实施例提供了一种AGV舵轮安装位置标定方法，如图3所示本实施例的AGV的舵轮的数量为四个，四个所述舵轮为梯形对称安装方式，每个舵轮均具有两个自由度，即可绕竖直轴旋转以及水平轴旋转；四个所述舵轮分别为LF、RF、LB、RB，其中LF、RF为前轮，LB、RB为后轮，两个前轮之间的距离小于两个后轮之间的距离；

基于上述基础，如图1所示，上述方法包括如下步骤S101-S104：

步骤S101，选定舵轮LB为静止舵轮，舵轮LF、RF、RB为自由舵轮；本步骤中，将位于左后方的轮选定为静止舵轮，其他舵轮为自由舵轮。

步骤S102，将所述静止舵轮LB设置为抱闸模式，使该静止舵轮LB只能绕竖直轴旋转，无法绕水平轴旋转；将所述自由舵轮LF、RF、RB均设置为非抱闸模式，使自由舵轮LF、RF、RB既能绕竖直轴旋转，也绕水平轴旋转；

步骤S103，在AGV受到外力绕所述静止舵轮LB原地旋转，保持AGV绕所述静止舵轮LB原地旋转3周以上，待所述自由舵轮LF、RF、RB摆正后，获取移动前后所有所述舵轮的编码器的编码数据变化量；在AGV旋转过程中，需要确保自由舵轮LF、RF、RB无吃劲打滑现象。

步骤S104，根据所述编码数据变化量以及圆周运动的几何关系，计算各所述舵轮的安装位置参数；在理想状态下，根据编码器数据变化量得到的舵轮的行走距离以及行走角度，与根据圆周运动的几何关系得到的舵轮的行走距离以及行走角度相同；基于该理论，能够计算出舵轮的安装位置参数。

优选地，每个所述舵轮均具有前进编码器以及旋转编码器，其中前进编码器用于计算舵轮行走的距离，旋转编码器用于计算舵轮的旋转角度；

步骤S104中，根据各所述舵轮的编码数据变化量以及圆周运动的几何关系，计算各所述舵轮的安装位置参数，包括如下步骤S201-S204：

步骤S201：根据根据所述静止舵轮LB移动前后对应的旋转编码数据，获得静止舵轮LB的旋转编码数据变化量，并计算所述静止舵轮LB的旋转角度；该步骤中由于静止舵轮LB已经设置成抱闸模式，该舵轮只旋转，不前进；因此，其前进编码器的编码数据不发生变化，通过旋转编码器的编码数据变化量能够计算其旋转角度；

步骤S202：根据自由舵轮LF、RF、RB移动前后对应的前进编码数据，获得自由舵轮LF、RF、RB的前进编码数据变化量，并计算自由舵轮LF、RF、RB的实际前进距离，该步骤中自由舵轮LF、RF、RB由于不存在打滑显现，因此其旋转编码器编码数据不发生变化，通过前进编码器的编码数据变化量计算其前进距离；

步骤S203：根据所述静止舵轮LB的旋转角度以及圆周运动的几何关系计算自由舵轮LF、RF、RB的理论前进距离，该步骤中，根据圆周运动的几何关系，得知自由舵轮LF、RF、RB绕静止舵轮的旋转角度，与静止舵轮的旋转角度相同，自由舵轮LF、RF、RB的行走距离，为该自由舵轮距离静止舵轮LB的距离的二倍(即旋转直径)与静止舵轮LB的旋转角度(即旋转角度)的乘积；

步骤S204：根据所述实际前进距离与所述理论前进距离的对应关系进行计算，得到舵轮LF、RF、LB、RB的安装位置参数，该步骤中所述实际前进距离与所述理论前进距离相等。

优选地，如图4所示，上述步骤S201中，所述静止舵轮LB的旋转角度根据以下公式计算:

其中：φ为所述静止舵轮的旋转角度，

为所述静止舵轮的旋转编码数据变化量，R^r为所述静止舵轮的旋转编码器的分辨率。

优选地，上述步骤S202中，自由舵轮LF、RF、RB的实际前进距离根据以下公式计算：

其中：s_LF、s_RF、s_RB分别为与所述静止舵轮左右同侧、斜对角、前后同侧的自由舵轮的实际前进距离；D为自由舵轮的直径；

分别为与所述静止舵轮左右同侧、斜对角、前后同侧的自由舵轮的前进编码数据变化量；R^l为所述自由舵轮的前进编码器的分辨率。

优选地，各所述自由舵轮的理论前进距离根据以下公式计算：

φW₂＝s'_RB；

其中：φ为所述静止舵轮的旋转角度，W₁为距离较小的左右两轮子之间的距离，W₂为距离较大的左右两轮子之间的距离，L为前后轮轴距，s'_LF、s'_RF、s'_RB分别为与所述静止舵轮左右同侧、斜对角、前后同侧的自由舵轮的理论前进距离。

优选地，所述实际前进距离与所述理论前进距离的对应关系为：

s_LF＝s′_LF；

s_RF＝s′_RF；

s_RB＝s′_RB；

得到的所述舵轮的安装位置参数W₁、W₂、L的具体计算公式如下：

W₂＝s_RB/φ；

根据上述方法，能够标定出舵轮的轮距和轴距的真实值，从而提高移动平台的运动控制精度。

实施例二

本实施例提供了一种AGV舵轮安装位置标定装置300，AGV舵轮安装位置标定装置300可以包括或被分割成一个或多个程序模块，一个或者多个程序模块被存储于存储介质中，并由一个或多个处理器所执行，以完成本发明，并可实现上述AGV舵轮安装位置标定方法。本发明实施例所称的程序模块是指能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，比程序本身更适合于描述AGV舵轮安装位置标定在存储介质中的执行过程。以下描述将具体介绍本实施例各程序模块的功能，如图2所示，AGV舵轮安装位置标定装置300包括:

选定模块301，用于选定一个舵轮为静止舵轮，其他舵轮为自由舵轮；

设置模块302，用于将所述静止舵轮设置为抱闸模式，将所有所述自由舵轮均设置为非抱闸模式；

获取模块303，在AGV受到外力绕所述静止舵轮原地旋转并待所述自由舵轮摆正后，获取移动前后所有所述舵轮的编码器的编码数据变化量；

计算模块304，用于根据各所述舵轮的编码数据变化量以及圆周运动的几何关系，计算各所述舵轮的安装位置参数。

优选地，所述计算模块304包括：

第一计算模块401，用于根据所述静止舵轮移动前后对应的旋转编码数据，获得所述静止舵的旋转编码数据变化量，并计算所述静止舵轮的旋转角度；

第二计算模块402，用于根据各所述自由舵轮移动前后对应的前进编码数据，获得各所述自由舵轮的前进编码数据变化量，并计算各所述自由舵轮的实际前进距离；

第三计算模块403，用于根据所述静止舵轮的旋转角度以及圆周运动的几何关系计算各所述自由舵轮的理论前进距离；

第四计算模块404，用于根据所述实际前进距离与所述理论前进距离的对应关系进行计算，得到各所述舵轮的安装位置参数。

其他基于AGV舵轮安装位置标定装置300实现上述AGV舵轮安装位置标定方法的内容在之前实施例中已经详细介绍，可参考之前实施例中的对应内容，此处不再赘述。

实施例三

本实施例还提供一种计算机可读存储介质，如闪存、硬盘、多媒体卡、卡型存储器(例如，SD或DX存储器等)、随机访问存储器(RAM)、静态随机访问存储器(SRAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、可编程只读存储器(PROM)、磁性存储器、磁盘、光盘、服务器、App应用商城等等，其上存储有计算机程序，程序被处理器执行时实现相应功能。本实施例的计算机可读存储介质用于存储AGV舵轮安装位置标定装置300，被处理器执行时实现本发明之AGV舵轮安装位置标定方法。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种AGV舵轮安装位置标定方法，所述舵轮的数量为四个，四个所述舵轮为梯形对称安装方式，其特征在于，所述方法包括：

选定一个舵轮为静止舵轮，其他舵轮为自由舵轮；

将所述静止舵轮设置为抱闸模式，将所有所述自由舵轮均设置为非抱闸模式；

在AGV受到外力绕所述静止舵轮原地旋转并待所有所述自由舵轮摆正后，获取移动前后所有所述舵轮的编码器的编码数据变化量；

根据各所述舵轮的编码数据变化量以及圆周运动的几何关系，计算各所述舵轮的安装位置参数。

2.根据权利要求1所述的AGV舵轮安装位置标定方法，每个所述舵轮均具有前进编码器以及旋转编码器；其特征在于，根据各所述舵轮的编码数据变化量以及圆周运动的几何关系，计算各所述舵轮的安装位置参数包括：

根据所述静止舵轮移动前后对应的旋转编码数据，获得所述静止舵的旋转编码数据变化量，并计算所述静止舵轮的旋转角度；

根据各所述自由舵轮移动前后对应的前进编码数据，获得各所述自由舵轮的前进编码数据变化量，并计算各所述自由舵轮的实际前进距离；

根据所述静止舵轮的旋转角度以及圆周运动的几何关系，计算各所述自由舵轮的理论前进距离；

根据所述实际前进距离与所述理论前进距离的对应关系进行计算，得到各所述舵轮的安装位置参数。

3.根据权利要求2所述的AGV舵轮安装位置标定方法，其特征在于，所述静止舵轮的旋转角度根据以下公式计算:

其中：φ为所述静止舵轮的旋转角度，

为所述静止舵轮的旋转编码数据变化量，R^r为所述静止舵轮的旋转编码器的分辨率。

4.根据权利要求3所述的AGV舵轮安装位置标定方法，其特征在于，各所述自由舵轮的实际前进距离根据以下公式计算：

其中：s_LF、s_RF、s_RB分别为与所述静止舵轮左右同侧、斜对角、前后同侧的自由舵轮的实际前进距离；D为自由舵轮的直径；

分别为与所述静止舵轮左右同侧、斜对角、前后同侧的自由舵轮的前进编码数据变化量；R^l为所述自由舵轮的前进编码器的分辨率。

5.根据权利要求4所述的AGV舵轮安装位置标定方法，其特征在于，各所述自由舵轮的理论前进距离根据以下公式计算：

φW₂＝s'_RB；

其中：φ为所述静止舵轮的旋转角度，W₁为距离较小的左右两轮子之间的距离，W₂为距离较大的左右两轮子之间的距离，L为前后轮轴距，s'_LF、s'_RF、s'_RB分别为与所述静止舵轮左右同侧、斜对角、前后同侧的自由舵轮的理论前进距离。

6.根据权利要求5所述的AGV舵轮安装位置标定方法，其特征在于，所述实际前进距离与所述理论前进距离的对应关系为：

s_LF＝s′_LF；

s_RF＝s′_RF；

s_RB＝s′_RB；

得到的所述舵轮的安装位置参数W₁、W₂、L的具体计算公式如下：

W₂＝s_RB/φ；

7.AGV舵轮安装位置标定装置，其特征在于，其包括：

选定模块，用于选定一个舵轮为静止舵轮，其他舵轮为自由舵轮；

设置模块，用于将所述静止舵轮设置为抱闸模式，将所有所述自由舵轮均设置为非抱闸模式；

获取模块，在AGV受到外力绕所述静止舵轮原地旋转并待所述自由舵轮摆正后，获取移动前后所有所述舵轮的编码器的编码数据变化量；

计算模块，用于根据各所述舵轮的编码数据变化量以及圆周运动的几何关系，计算各所述舵轮的安装位置参数。

8.根据权利要求7所述的AGV舵轮安装位置标定装置，其特征在于，所述计算模块包括：

第一计算模块，用于根据所述静止舵轮移动前后对应的旋转编码数据，获得所述静止舵的旋转编码数据变化量，并计算所述静止舵轮的旋转角度；

第二计算模块，用于根据各所述自由舵轮移动前后对应的前进编码数据，获得各所述自由舵轮的前进编码数据变化量，并计算各所述自由舵轮的实际前进距离；

第三计算模块，用于根据所述静止舵轮的旋转角度以及圆周运动的几何关系计算各所述自由舵轮的理论前进距离；

第四计算模块，用于根据所述实际前进距离与所述理论前进距离的对应关系进行计算，得到各所述舵轮的安装位置参数。

9.存储介质，其特征在于，其内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时能够实施权利要求1-6任一项所述的AGV舵轮安装位置标定方法。

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