【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及agv控制，具體涉及一種基于純跟蹤和柔性加減速的單舵輪agv路徑跟蹤方法。
技術介紹
1、自動引導車輛(agv，automated?guided?vehicle)是一種自動化運輸系統，廣泛應用于制造和物流行業，用于材料和商品的自動搬運。agv能夠按照預定的路徑自動移動，無需人工操作，極大提高了物流效率和安全性。
2、路徑跟蹤是agv控制技術中的核心技術之一，指的是agv能夠準確、可靠地沿著預定路徑行駛。這不僅涉及到agv的定位和導航技術，還包括復雜的控制算法，以應對路徑變化、障礙物避讓和動態環境適應等挑戰。單舵輪agv指的是使用單一轉向輪進行導向的agv，在自動化物流和制造系統中廣泛使用。單舵輪agv的整個機械結構相比多轉向輪的設計更為簡單和緊湊具有極高的靈活性。這種設計簡化了機械結構，但對路徑跟蹤算法和控制策略提出了更高要求，尤其車體的轉向和速度調整。
3、純跟蹤算法是一種常用于自動化車輛和機器人導航中的路徑跟蹤控制策略。通過追蹤路徑上的某個目標點，計算agv與預定路徑之間的偏差，動態調整agv的行駛方向，以減少偏差。目前已經有多種與純跟蹤算法相結合的技術。
4、基礎純跟蹤算法通過計算車輛當前位置與路徑上前瞻點之間的角度差，來調整轉向角，使車輛朝向前瞻點移動。該算法在處理高速行駛或急轉彎時的性能可能不佳，因為它沒有考慮車輛動態特性，如速度和加速度的影響，可能導致路徑跟蹤的不穩定或偏離。
5、結合了模糊邏輯的純跟蹤算法通過引入模糊邏輯控制器來調整轉向控制規則，使算法能
6、通過將模型預測控制策略與純跟蹤算法結合，考慮車輛的動態模型和未來一段時間內的路徑信息，進行優化控制。該方法雖然能提供較好的路徑跟蹤性能，但計算負荷較高，對實時性能和計算資源的要求較大，不適合計算能力有限的單舵輪agv。
7、利用機器學習方法來直接從數據中學習路徑跟蹤策略，或優化傳統純跟蹤算法的參數。需要大量的標注數據進行訓練，且模型的解釋性較差，當遇到訓練數據中未覆蓋的新場景時，性能會顯著下降。
8、因此，確有必要提供一種改進的單舵輪agv路徑跟蹤方法以解決上述問題。
技術實現思路
1、本專利技術目的是提供一種基于純跟蹤和柔性加減速的單舵輪agv路徑跟蹤方法，通過在路徑跟蹤中引入了柔性加減速控制策略，能夠根據路徑特征、障礙物信息和agv當前狀態，動態調整加速度和減速度，使agv行駛更加平穩。
2、本專利技術的技術方案是：一種基于純跟蹤和柔性加減速的單舵輪agv路徑跟蹤方法，包括以下步驟：
3、步驟一、基于預瞄距離動態調整agv舵輪的角度；
4、步驟二、基于柔性加減速控制方法控制agv平滑地加速和減速。
5、上述技術方案中，所述步驟一中根據預瞄距離、期望路徑和agv狀態計算單舵輪的期望轉向角。
6、上述技術方案中，根據阿克曼轉向原理，所述期望轉向角為：
7、
8、其中，δ表示期望轉向角，l表示agv軸距，l表示預瞄距離，α表示agv當前朝向與到達目標點的預瞄角。
9、上述技術方案中，所述預瞄距離l滿足以下公式：
10、
11、其中，r表示agv的轉向半徑。
12、上述技術方案中，所述步驟二中將agv加減速分為7段時間段過程。
13、上述技術方案中，所述步驟二中通過確定系統最大速度vmax、最大加速度amax和加加速度j確定整個柔性加減速的運動過程。
14、上述技術方案中，所述最大速度vmax、最大加速度amax和加加速度j滿足：
15、
16、其中，tf表示總體運行時間，so表示總體運行時間下的總路程。
17、本專利技術的優點是：
18、本專利技術通過在路徑跟蹤中引入了柔性加減速控制策略，能夠根據路徑特征、障礙物信息和agv當前狀態，動態調整加速度和減速度，使agv行駛更加平穩。
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1.一種基于純跟蹤和柔性加減速的單舵輪AGV路徑跟蹤方法，其特征在于：包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的基于純跟蹤和柔性加減速的單舵輪AGV路徑跟蹤方法，其特征在于：所述步驟一中根據預瞄距離、期望路徑和AGV狀態計算單舵輪的期望轉向角。
3.根據權利要求2所述的基于純跟蹤和柔性加減速的單舵輪AGV路徑跟蹤方法，其特征在于：根據阿克曼轉向原理，所述期望轉向角為：
4.根據權利要求3所述的基于純跟蹤和柔性加減速的單舵輪AGV路徑跟蹤方法，其特征在于：所述預瞄距離L滿足以下公式：
5.根據權利要求1所述的基于純跟蹤和柔性加減速的單舵輪AGV路徑跟蹤方法，其特征在于：所述步驟二中將AGV加減速分為7段時間段過程。
6.根據權利要求1所述的基于純跟蹤和柔性加減速的單舵輪AGV路徑跟蹤方法，其特征在于：所述步驟二中通過確定系統最大速度vmax、最大加速度amax和加加速度J確定整個柔性加減速的運動過程。
7.根據權利要求6所述的基于純跟蹤和柔性加減速的單舵輪AGV路徑跟蹤方法，其特征在于：所述最大速度vmax、最大
...【技術特征摘要】
1.一種基于純跟蹤和柔性加減速的單舵輪agv路徑跟蹤方法，其特征在于：包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的基于純跟蹤和柔性加減速的單舵輪agv路徑跟蹤方法，其特征在于：所述步驟一中根據預瞄距離、期望路徑和agv狀態計算單舵輪的期望轉向角。
3.根據權利要求2所述的基于純跟蹤和柔性加減速的單舵輪agv路徑跟蹤方法，其特征在于：根據阿克曼轉向原理，所述期望轉向角為：
4.根據權利要求3所述的基于純跟蹤和柔性加減速的單舵輪agv路徑跟蹤方法，其特征在于：所述預瞄距離l滿足以下...
【專利技術屬性】
技術研發人員：侯君怡，余雷，徐昌軍，潘子豪，邊非凡，
申請(專利權)人：蘇州大學，
類型：發明
國別省市：
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