本发明公开了一种自动导引运输车系统的控制装置，包括第一激光扫描器和第二激光扫描器，第一激光扫描器通过第一安装座安装在车身主体上，第二激光扫描器通过第二安装座安装在车身主体上，在车身主体经过的路径的两侧还设置有若干个激光反射板；车身主体下方设置有驱动轮和转向轮，驱动轮内安装有径向压力传感器和轴向压力传感器，转向轮内安装有编码器，车身主体内还设置有与第一激光扫描器、第二激光扫描器、径向压力传感器、轴向压力传感器和编码器通讯连接的控制器。本发明还提供了一种上述自动导引运输车系统的控制装置的控制方法。本发明能够解决现有技术的不足，提高了导航控制精度。
1.一种自动导引运输车系统的控制装置，其特征在于：包括第一激光扫描器(1)和第二激光扫描器(2)，第一激光扫描器(1)通过第一安装座(3)安装在车身主体(4)上，第二激光扫描器(2)通过第二安装座(5)安装在车身主体(4)上，在车身主体(4)经过的路径的两侧还设置有若干个激光反射板(6)；车身主体(4)下方设置有驱动轮(7)和转向轮(8)，驱动轮(7)内安装有径向压力传感器(9)和轴向压力传感器(10)，径向压力传感器(9)测量驱动轮(7)前进方向的压力变化，轴向压力传感器(10)测量与驱动轮(7)前进方向相互垂直的轴向压力变化，转向轮(8)内安装有编码器(11)，编码器测量转向轮(8)的转速，车身主体(4)内还设置有与第一激光扫描器(1)、第二激光扫描器(2)、径向压力传感器(9)、轴向压力传感器(10)和编码器(11)通讯连接的控制器(12)；
所述第一安装座(3)包括固定在车身主体(4)上的第一硬质基座(13)，第一硬质基座(13)上设置有橡胶缓冲层(14)，橡胶缓冲层(14)上设置有弧形凹槽(15)，弧形凹槽(15)内设置有连接块(16)，第一激光扫描器(1)固定在连接块(16)顶部，连接块(16)通过两个对称设置的加强筋(17)与第一硬质基座(13)连接，加强筋(17)贯穿橡胶缓冲层(14)设置，加强筋与第一硬质基座(13)的夹角为77°。
2.根据权利要求1所述的自动导引运输车系统的控制装置，其特征在于：所述第二安装座(5)包括固定在车身主体(4)上的第二硬质基座(18)，第二硬质基座(18)顶部环形设置有若干个第一弹簧体(19)，第一弹簧体(19)顶部设置有连接板(20)，第二激光扫描器(2)固定在连接板(20)，连接板(20)和第二硬质基座(18)之间设置有气囊(21)，气囊(21)位于第一弹簧体(19)组成的环形内部，气囊(21)的外侧设置有与第一弹簧体(19)过盈配合的阻尼层(22)，第一弹簧体(19)内部设置有液压缸(23)。
3.根据权利要求1所述的自动导引运输车系统的控制装置，其特征在于：所述驱动轮(7)内设置有驱动轴(24)，驱动轴(24)的外侧滑动套接有外套(25)，外套(25)顶部设置有橡胶垫(26)，橡胶垫(26)内设置有空腔(27)，空腔(27)两侧设置有与之连通的管道(28)，管道(28)内设置有活塞(29)，活塞(29)通过连杆(30)连接至第一配重块(31)，连杆(30)铰接于支架(32)上，支架(32)固定在外套(25)上，橡胶垫(26)上固定有径向压力传感器(9)，第一配重块(31)压接在径向压力传感器(9)上。
4.根据权利要求1所述的自动导引运输车系统的控制装置，其特征在于：所述驱动轴(24)的一端铰接有连接臂(33)，连接臂(33)的顶部连接有第二配重块(34)，连接臂(33)通过第二弹簧体(36)连接至第三弹簧体(35)，轴向压力传感器(10)固定在驱动轴(24)的端面，第三弹簧体(35)压接在轴向压力传感器(10)上。
5.一种权利要求1-4任意一项所述的自动导引运输车系统的控制装置的控制方法，其特征在于包括以下步骤：
A、控制器(12)通过控制驱动轮(7)和转向轮(8)，对车身主体(4)的运动进行控制，第一激光扫描器(1)和第二激光扫描器(2)发射激光，激光从激光反射板(6)发射，被第一激光扫描器(1)和第二激光扫描器(2)收集，控制器(12)根据第一激光扫描器(1)接收到的激光信号对车身主体(4)的运动轨迹进行控制；
B、控制器(12)通过采集第二激光扫描器(2)和径向压力传感器(9)、轴向压力传感器(10)的反馈信号，根据反馈信号之间的差异性对车身主体(4)的运动轨迹控制信号进行修正。
6.根据权利要求5所述的自动导引运输车系统的控制装置的控制方法，其特征在于：步骤B中，对于车身主体(4)前进方向的控制信号进行修正的步骤包括，B11、控制器(12)采集第一激光扫描器(1)和第二激光扫描器(2)在车身主体(4)前进方向上的位置参数p1和p2，以及第一激光扫描器(1)和第二激光扫描器(2)在车身主体(4)前进方向上的位置变化率参数pa1和pa2，车身主体(4)前进方向的控制信号修正系数c1为，其中，k1和k2为比例常数，t1和t2为采样的时间端点；
B12、车身主体(4)前进方向控制信号的修正方式为，
其中，k3为比例常数，f(x)为原始控制信号，f(x)′为修正后的控制信号。
7.根据权利要求5所述的自动导引运输车系统的控制装置的控制方法，其特征在于：步骤B中，对于车身主体(4)侧向转向的控制信号进行修正的步骤为，控制器(12)采集径向压力传感器(9)和轴向压力传感器(10)相对于静置状态时的压力变化值F1和F2，车身主体(4)前进方向控制信号的修正方式为，其中，k4、k5为比例常数，f(y)为原始控制信号，f(y)′为修正后的控制信号。
一种自动导引运输车系统的控制装置及其控制方法
技术领域
[0001] 本发明涉及工厂自动化技术领域，尤其是一种自动导引运输车系统的控制装置及其控制方法。
背景技术
[0002] 自动导引运输车(Automated Guided Vehicle，AGV)是指装备具有自动导引装置，能够沿规定的导引路径行驶，具有安全保护以及各种移栽功能的运输车。现有技术中，自动导引运输车主要是使用激光或者电磁进行导航控制。不过，无论哪种导航控制方式，都会存在一定的误差，而对于误差的补偿，现在的控制方法均是通多使用PID控制、模糊控制等方法进行误差的补偿。这类补偿方法都是基于对控制参数进行准确测量的基础上进行的，所以控制参数测量的精确度直接对补偿精度造成了影响。
发明内容
[0003] 本发明要解决的技术问题是提供一种自动导引运输车系统的控制装置及其控制方法，能够解决现有技术的不足，通过使用测量误差为调控基础，进行控制信号的修正，降低了修正过程对于控制参数测量的精确度的依赖性。
[0004] 为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案如下。
[0005] 一种自动导引运输车系统的控制装置，其包括第一激光扫描器和第二激光扫描器，第一激光扫描器通过第一安装座安装在车身主体上，第二激光扫描器通过第二安装座安装在车身主体上，在车身主体经过的路径的两侧还设置有若干个激光反射板；车身主体下方设置有驱动轮和转向轮，驱动轮内安装有径向压力传感器和轴向压力传感器，径向压力传感器测量驱动轮前进方向的压力变化，轴向压力传感器测量与驱动轮前进方向相互垂直的轴向压力变化，转向轮内安装有编码器，编码器测量转向轮的转速，车身主体内还设置有与第一激光扫描器、第二激光扫描器、径向压力传感器、轴向压力传感器和编码器通讯连接的控制器。
[0006] 作为优选，所述第一安装座包括固定在车身主体上的第一硬质基座，第一硬质基座上设置有橡胶缓冲层，橡胶缓冲层上设置有弧形凹槽，弧形凹槽内设置有连接块，第一激光扫描器固定在连接块顶部，连接块通过两个对称设置的加强筋与第一硬质基座连接，加强筋贯穿橡胶缓冲层设置，加强筋与第一硬质基座的夹角为77°。
[0007] 作为优选，所述第二安装座包括固定在车身主体上的第二硬质基座，第二硬质基座顶部环形设置有若干个第一弹簧体，第一弹簧体顶部设置有连接板，第二激光扫描器固定在连接板，连接板和第二硬质基座之间设置有气囊，气囊位于第一弹簧体组成的环形内部，气囊的外侧设置有与第一弹簧体过盈配合的阻尼层，第一弹簧体内部设置有液压缸。
[0008] 作为优选，所述驱动轮内设置有驱动轴，驱动轴的外侧滑动套接有外套，外套顶部设置有橡胶垫，橡胶垫内设置有空腔，空腔两侧设置有与之连通的管道，管道内设置有活塞，活塞通过连杆连接至第一配重块，连杆铰接于支架上，支架固定在外套上，橡胶垫上固定有径向压力传感器，第一配重块压接在径向压力传感器上。
[0009] 作为优选，所述驱动轴的一端铰接有连接臂，连接臂的顶部连接有第二配重块，连接臂通过第二弹簧体连接至第三弹簧体，轴向压力传感器固定在驱动轴的端面，第三弹簧体压接在轴向压力传感器上。
[0010] 一种用于上述的自动导引运输车系统的控制装置的控制方法，包括以下步骤：
[0011] A、控制器通过控制驱动轮和转向轮，对车身主体的运动进行控制，第一激光扫描器和第二激光扫描器发射激光，激光从激光反射板发射，被第一激光扫描器和第二激光扫描器收集，控制器根据第一激光扫描器接收到的激光信号对车身主体的运动轨迹进行控制；
[0012] B、控制器通过采集第二激光扫描器和径向压力传感器、轴向压力传感器的反馈信号，根据反馈信号之间的差异性对车身主体的运动轨迹控制信号进行修正。
[0013] 作为优选，步骤B中，对于车身主体(4)前进方向的控制信号进行修正的步骤包括，[0014] B11、控制器采集第一激光扫描器和第二激光扫描器在车身主体前进方向上的位置参数p1和p2，以及第一激光扫描器和第二激光扫描器在车身主体前进方向上的位置变化率参数pa1和pa2，车身主体前进方向的控制信号修正系数c1为，
[0015]
[0016] 其中，k1和k2为比例常数，t1和t2为采样的时间端点；
[0017] B12、车身主体前进方向控制信号的修正方式为，
[0018]
[0019] 其中，k3为比例常数，f(x)为原始控制信号，f(x)＇为修正后的控制信号。
[0020] 作为优选，步骤B中，对于车身主体侧向转向的控制信号进行修正的步骤为，[0021] 控制器采集径向压力传感器和轴向压力传感器相对于静置状态时的压力变化值F1和F2，车身主体前进方向控制信号的修正方式为，
[0022]
[0023] 其中，k4、k5为比例常数，f(y)为原始控制信号，f(y)′为修正后的控制信号。
[0024] 采用上述技术方案所带来的有益效果在于：本发明在现有一套激光扫描器的基础上，设置了另外一套独立的激光扫描器，并且安装了用于测量车身在运动平面上运动惯量的径向压力传感器和轴向压力传感器。通过两套激光扫描器之间得到的测量结果的差异值与压力传感器测量的车身运动惯量之间的相互函数关系，对第一激光扫描器的测量结果进行修正，由于激光扫描器的测量结果的误差率与压力传感器测量的车身运动惯量误差率呈线性关系，所以通过上述修正，可以避免误差对于测量值的干扰。另外，通过优化激光扫描器和压力传感器的安装结构，可以提高测量结果的同步性，从而提高激光扫描器的测量结果的误差率与压力传感器测量的车身运动惯量误差率之间的线性度。
附图说明
[0025] 图1是本发明的一个具体实施方式的结构图。
[0026] 图2是本发明的一个具体实施方式中第一激光扫描器的安装结构图。
[0027] 图3是本发明的一个具体实施方式中第二激光扫描器的安装结构图。
[0028] 图4是本发明的一个具体实施方式中径向压力传感器的安装结构图。
[0029] 图5是本发明的一个具体实施方式中轴向压力传感器的安装结构图。
[0030] 图中：1、第一激光扫描器；2、第二激光扫描器；3、第一安装座；4、车身主体；5、第二安装座；6、激光反射板；7、驱动轮；8、转向轮；9、径向压力传感器；10、轴向压力传感器；11、编码器；12、控制器；13、第一硬质基座；14、橡胶缓冲层；15、弧形凹槽；16、连接块；17、加强筋；18、第二硬质基座；19、第一弹簧体；20、连接板；21、气囊；22、阻尼层；23、液压缸；24、驱动轴；25、外套；26、橡胶垫；27、空腔；28、管道；29、活塞；30、连杆；31、第一配重块；32、支架；33、连接臂；34、第二配重块；35、第三弹簧体；36、第二弹簧体；37、滑槽；38、橡胶滑块。
具体实施方式
[0031] 参照图1-5，本发明的一个具体实施方式包括第一激光扫描器1和第二激光扫描器2，第一激光扫描器1通过第一安装座3安装在车身主体4上，第二激光扫描器2通过第二安装座5安装在车身主体4上，在车身主体4经过的路径的两侧还设置有若干个激光反射板6；车身主体4下方设置有驱动轮7和转向轮8，驱动轮7内安装有径向压力传感器9和轴向压力传感器10，径向压力传感器9测量驱动轮7前进方向的压力变化，轴向压力传感器10测量与驱动轮7前进方向相互垂直的轴向压力变化，转向轮8内安装有编码器11，编码器测量转向轮8的转速，车身主体4内还设置有与第一激光扫描器1、第二激光扫描器2、径向压力传感器9、轴向压力传感器10和编码器11通讯连接的控制器12。所述第一安装座3包括固定在车身主体4上的第一硬质基座13，第一硬质基座13上设置有橡胶缓冲层14，橡胶缓冲层14上设置有弧形凹槽15，弧形凹槽15内设置有连接块16，第一激光扫描器1固定在连接块16顶部，连接块16通过两个对称设置的加强筋17与第一硬质基座13连接，加强筋17贯穿橡胶缓冲层14设置，加强筋与第一硬质基座13的夹角为77°。所述第二安装座5包括固定在车身主体4上的第二硬质基座18，第二硬质基座18顶部环形设置有若干个第一弹簧体19，第一弹簧体19顶部设置有连接板20，第二激光扫描器2固定在连接板20，连接板20和第二硬质基座18之间设置有气囊21，气囊21位于第一弹簧体19组成的环形内部，气囊21的外侧设置有与第一弹簧体
19过盈配合的阻尼层22，第一弹簧体19内部设置有液压缸23。所述驱动轮7内设置有驱动轴
24，驱动轴24的外侧滑动套接有外套25，外套25顶部设置有橡胶垫26，橡胶垫26内设置有空腔27，空腔27两侧设置有与之连通的管道28，管道28内设置有活塞29，活塞29通过连杆30连接至第一配重块31，连杆30铰接于支架32上，支架32固定在外套25上，橡胶垫26上固定有径向压力传感器9，第一配重块31压接在径向压力传感器9上。所述驱动轴24的一端铰接有连接臂33，连接臂33的顶部连接有第二配重块34，连接臂33通过第二弹簧体36连接至第三弹簧体35，轴向压力传感器10固定在驱动轴24的端面，第三弹簧体35压接在轴向压力传感器
10上。
[0032] 连接臂33上设置有滑槽37，滑槽37的深度从靠近连接臂33顶部的一端到靠近连接臂33底部的一端逐渐加大。连接臂33内滑动设置有橡胶滑块38，第三弹簧体35固定在橡胶滑块38上。
[0033] 一种用于上述自动导引运输车系统的控制装置的控制方法，包括以下步骤：
[0034] A、控制器12通过控制驱动轮7和转向轮8，对车身主体4的运动进行控制，第一激光扫描器1和第二激光扫描器2发射激光，激光从激光反射板6发射，被第一激光扫描器1和第二激光扫描器2收集，控制器12根据第一激光扫描器1接收到的激光信号对车身主体4的运动轨迹进行控制；
[0035] B、控制器12通过采集第二激光扫描器2和径向压力传感器9、轴向压力传感器10的反馈信号，根据反馈信号之间的差异性对车身主体4的运动轨迹控制信号进行修正。
[0036] 步骤B中，对于车身主体4前进方向的控制信号进行修正的步骤包括，
[0037] B11、控制器12采集第一激光扫描器1和第二激光扫描器2在车身主体4前进方向上的位置参数p1和p2，以及第一激光扫描器1和第二激光扫描器2在车身主体4前进方向上的位置变化率参数pa1和pa2，车身主体4前进方向的控制信号修正系数c1为，
[0038]
[0039] 其中，k1和k2为比例常数，t1和t2为采样的时间端点；
[0040] B12、车身主体4前进方向控制信号的修正方式为，
[0041]
[0042] 其中，k3为比例常数，f(x)为原始控制信号，f(x)′为修正后的控制信号。
[0043] 步骤B中，对于车身主体4侧向转向的控制信号进行修正的步骤为，
[0044] 控制器12采集径向压力传感器9和轴向压力传感器10相对于静置状态时的压力变化值F1和F2，车身主体4前进方向控制信号的修正方式为，
[0045]
[0046] 其中，k4、k5为比例常数，f(y)为原始控制信号，f(y)′为修正后的控制信号。
[0047] 另外，使用径向压力传感器9和轴向压力传感器10相对于静置状态时的压力变化值F1和F2，对车身主体4前进方向控制信号f(x)′进行二次修正：
[0048]
[0049] 其中，k6为比例常数，f(x)″为二次修正后的控制信号。
[0050] 本发明可以有效避免测量误差对于控制信号的干扰，提高自动导引运输车的导航控制精度。
[0051] 上述描述仅作为本发明可实施的技术方案提出，不作为对其技术方案本身的单一限制条件。
