AGV小车的速度控制方法、装置、电子设备、存储介质与流程

agv小车的速度控制方法、装置、电子设备、存储介质
技术领域
1.本发明涉及agv搬运机器人技术领域，具体而言，涉及agv小车的速度控制方法、装置、电子设备、存储介质。


背景技术：

2.设备厂传统的物料运输系统主要由叉车、拖车、固定轨道车辆、传送带、各式提升机械等构成，运输效率低、设备灵活性差、安全性不高、对人员依赖程度高、人力成本高昂，不能很好的适应现代企业对高生产效率的要求。现有的设备厂车间物流系统，大部分由传送带、人力推车等组成，一方面物流输送效率低下，上下游工序之间不能很好的衔接，很大程度上影响整个生产系统的工作效率。在这样的背景下，agv自动运输系统被应用于制造行业，代替现有物料运输系统，以实现提高生产效率，降低产品成本的目的。
3.但是，在实际施工过程中，由于运输的物料不同，或者运输过程中的颠簸等因素，agv小车的重心会发生变化，当重心偏移至一定的范围内时，运行加速度的变化会对重心产生进一步的影响，从而产生不良后果。


技术实现要素：

4.本发明提供的技术方案基于重心和运行位置对agv小车的速度进行控制，一方面可以优化agv小车的运输效率，另一方面可以减少加速度对于重心偏移的进一步影响。
5.具体而言，本发明提供一种agv小车的速度控制方法，包括以下步骤：获取agv小车负重状态下四个车轮的载重数据；根据载重数据确定agv小车的载重重心；根据载重重心和初始重心之间的距离l判断agv小车所处的重心区域；其中，agv小车在无负重状态下的重心为初始重心；获取agv小车的位置信息，判断agv小车所处的位置区域；其中，agv小车的行驶路径包括多个标准工位，位置信息包括：agv小车当前位置与下一个标准工位之间的距离d，以及，agv小车当前位置对应的上一标准工位和下一标准工位之间标准距离d；根据重心区域和位置区域控制agv小车的加速度a。
6.进一步的，根据载重数据确定agv小车的当前重心包括：四个车轮依次包括第一车轮、第二车轮、第三车轮和第四车轮；第一车轮和第二车轮的连接线上确定得到第一重心点；第一重心点和第一车轮、第二车轮之间的距离比值与第一车轮、第二车轮的载重数据比值对应；第二车轮和第三车轮的连接线上确定得到第二重心点；第二重心点和第二车轮、第三车轮之间的距离比值与第二车轮、第三车轮的载重数据比值对应；第三车轮和第四车轮的连接线上确定得到第三重心点；第三重心点和第三车轮、第四车轮之间的距离比值与第三车轮、第四车轮的载重数据比值对应；第四车轮和第一车轮的连接线上确定得到第四重心点；第四重心点和第四车轮、
第一车轮之间的距离比值与第四车轮、第一车轮的载重数据比值对应；第一重心点和第三重心点的连线与第二重心点和第四重心点的连线交点为载重重心。
7.进一步的，重心区域包括：第一重心区域、第二重心区域、第三重心区域、第四重心区域；agv小车上，以初始重心为圆心，半径为r1的圆形区域为第一重心区域；agv小车上，以初始重心为圆心，半径为r
1-r2的环形区域为第二重心区域；agv小车上，以初始重心为圆心，半径为r
2-r3的环形区域为第三重心区域；agv小车上，其余的为第四重心区域。
8.进一步的，根据载重重心和初始重心之间的距离l判断agv小车所处的重心区域包括：当l≤r1时，判断载重重心处于第一重心区域；当r1＜l≤r2时，判断载重重心处于第二重心区域；当r2＜l≤r3时，判断载重重心处于第三重心区域；当l＞r3时，判断载重重心处于第四重心区域。
9.进一步的，agv小车的行驶路径包括多个标准工位，agv小车当前位置对应的上一标准工位和下一标准工位之间的距离为标准距离d；位置信息为agv小车当前位置与下一个标准工位之间的距离d；判断agv小车所处的位置区域包括：当d≥k
·
d时，判断agv小车处于加速区域；当（1-k）
·
d≤d＜k
·
d时，判断agv小车处于匀速区域；当d＜（1-k）
·
d时，判断agv小车处于减速区域。
10.进一步的，根据重心区域和位置区域控制agv小车的加速度a包括：当载重重心处于第一重心区域时：若agv小车位于加速区域，控制其加速度a为0.8μg；若agv小车位于匀速区域，控制其加速度a为0；若agv小车位于减速区域，控制其加速度a为-0.8μg；当载重重心处于第二重心区域时：若agv小车位于加速区域，控制其加速度a为n
·
0.8μg；若agv小车位于匀速区域，控制其加速度a为0；若agv小车位于减速区域，控制其加速度a为-n
·
0.8μg；当载重重心处于第三重心区域时，控制agv小车的加速度a为0；当载重重心处于第四重心区域时，控制agv小车的加速度a为-n
·
0.8μg；其中，μ为agv小车表面的摩擦系数，g为重力加速度；n为常量，取值为：0＜n＜1。
11.另一方面，本发明还提供一种控制agv小车速度的装置，包括：获取模块，用于获取agv小车的载重数据和位置信息；处理模块，用于根据载重数据确定agv小车的载重重心；根据载重重心和初始重心之间的距离l判断agv小车所处的重心区域；根据位置信息判断agv小车所处的位置区域；根据重心区域和位置区域控制agv小车的加速度a。
12.再一方面，本发明还提供一种电子设备，包括处理器以及存储器，存储器存储有计算机可读取指令，当计算机可读取指令由处理器执行时，运行上述任一方法中的步骤。
13.再一方面，本发明还提供一种存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时，运行上述任一方法中的步骤。
14.有益效果本发明提供了一种agv小车的速度控制方法，通过对于小车当前重心的判断，根据其所处的位置实时调整运行的加速度，一方面提高了运输的效率，另一方面保证了运输的稳定性。
15.附图说明：图1为本技术实施例提供的一种agv小车的速度控制方法流程图；图2为本技术实施例提供的一种agv小车速度控制的装置结构示意图；图3为本技术实施例提供的一种电子设备示意图；图4为本技术实施例提供的agv小车载重重心示意图；附图标记说明：10-获取模块；20-处理模块；100-电子设备；110-处理器；120-存储器。
具体实施方式
16.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。
17.实施例1参见图1，本实施例提供一种agv小车的速度控制方法，包括以下步骤：s10：获取agv小车负重状态下四个车轮的载重数据；s20：根据载重数据确定agv小车的载重重心；s30：根据载重重心和初始重心之间的距离l判断agv小车所处的重心区域；其中，agv小车在无负重状态下的重心为初始重心；s40：获取agv小车的位置信息，判断agv小车所处的位置区域；其中，agv小车的行驶路径包括多个标准工位，位置信息包括：agv小车当前位置与下一个标准工位之间的距离d，以及，agv小车当前位置对应的上一标准工位和下一标准工位之间标准距离d；s50：根据重心区域和位置区域控制agv小车的加速度a。
18.在agv小车运输过程中，其运行速度会根据运行的位置和路径有所变化；负重情况下，由于物料本身的结构问题，或者运输过程中的颠簸等问题可能导致agv小车的重心有所变化。重心的偏移在一定范围内时，几乎不会产生负面影响，因此agv小车可以按照正常速度运行；当重心偏移较大时，agv小车的加速度过大可能会导致重心的进一步偏移，从而影响运输效率。因此，本实施例为了优化agv小车的运输效率，将重心偏移量作为一个重要参数，根据重心偏移的程度来调整agv小车的运行加速度，从运输稳定性和运输效率两个角度保证了生产力。
19.在本实施例中，agv小车在无负重情况下的重心为初始重心，根据各个轮胎的载重
数据可以计算得到当前的载重重心；以载重重心和初始重心在之间的距离l作为衡量重心偏移量的参数。本实施例中的重心并非是agv小车在空间上的实际重心，由于初始重心是无负重情况下的重心，因此可以直接确定的到，无需根据数据计算；对于载重重心而言，是根据四个车轮的载重数据计算得到；四个车轮可以构成一个平面，因此距离l实际上是载重重心和初始重心在这一平面上投影的距离。
20.在本实施例中，位置信息是用于划分agv小车处于何种速度区间，例如，加速、减速或匀速；根据重心区域和位置区域可以实现对于agv小车加速度a的控制。
21.在本实施例中，载重数据具体为四个车轮受到的压力。
22.进一步的，根据载重数据确定agv小车的当前重心包括：四个车轮依次包括第一车轮、第二车轮、第三车轮和第四车轮；第一车轮和第二车轮的连接线上确定得到第一重心点；第一重心点和第一车轮、第二车轮之间的距离比值与第一车轮、第二车轮的载重数据比值对应；第二车轮和第三车轮的连接线上确定得到第二重心点；第二重心点和第二车轮、第三车轮之间的距离比值与第二车轮、第三车轮的载重数据比值对应；第三车轮和第四车轮的连接线上确定得到第三重心点；第三重心点和第三车轮、第四车轮之间的距离比值与第三车轮、第四车轮的载重数据比值对应；第四车轮和第一车轮的连接线上确定得到第四重心点；第四重心点和第四车轮、第一车轮之间的距离比值与第四车轮、第一车轮的载重数据比值对应；第一重心点和第三重心点的连线与第二重心点和第四重心点的连线交点为载重重心。
23.参见图4，a、b、c、d分别代表小车的四个车轮，根据a和b两个车轮之间的载重数据的比值确定第一重心点g1的位置，g1到a和b之间的距离之比与a和b的载重数据之比成反比。同样的，根据上述方法可以依次确定得到第二重心点g2、第三重心点g3、第四重心点g4；第一重心点g1和第三重心点g3的连线与第二重心点g2和第四重心点g4的连线交点为载重重心g。
24.进一步的，重心区域包括：第一重心区域、第二重心区域、第三重心区域、第四重心区域；agv小车上，以初始重心为圆心，半径为r1的圆形区域为第一重心区域；agv小车上，以初始重心为圆心，半径为r
1-r2的环形区域为第二重心区域；agv小车上，以初始重心为圆心，半径为r
2-r3的环形区域为第三重心区域；agv小车上，其余的为第四重心区域。
25.进一步的，根据载重重心和初始重心之间的距离l判断agv小车所处的重心区域包括：当l≤r1时，判断载重重心处于第一重心区域；当r1＜l≤r2时，判断载重重心处于第二重心区域；当r2＜l≤r3时，判断载重重心处于第三重心区域；当l＞r3时，判断载重重心处于第四重心区域。
26.在本实施例中，以初始重心为圆心，根据不同的半径划分出四个重心区域，其中，0＜r1＜r2＜r3。
27.进一步的，agv小车的行驶路径包括多个标准工位，agv小车当前位置对应的上一
标准工位和下一标准工位之间的距离为标准距离d；位置信息为agv小车当前位置与下一个标准工位之间的距离d；判断agv小车所处的位置区域包括：当d≥k
·
d时，判断agv小车处于加速区域；当（1-k）
·
d≤d＜k
·
d时，判断agv小车处于匀速区域；当d＜（1-k）
·
d时，判断agv小车处于减速区域。
28.在本实施例中，确定agv小车的位置区域是为了判断当前agv小车是处于加速、减速或匀速行驶状态中的一种。
29.在一个具体实施方式中，标准工位为agv小车的起点和终点，也即装货点和卸货点；在另一个具体实施方式中，标准工位为agv小车拐弯的位置；一般而言，标准工位上的小车速度为0。
30.在本实施例中，k为常数，其取值范围如下：0＜k＜0.5。k的具体取值本领域技术人员可以根据具体的路径规划进行设计，例如标准距离d越小，k值越大；可以保证agv小车的运输效率最大化。
31.进一步的，根据重心区域和位置区域控制agv小车的加速度a包括：当载重重心处于第一重心区域时：若agv小车位于加速区域，控制其加速度a为0.8μg；若agv小车位于匀速区域，控制其加速度a为0；若agv小车位于减速区域，控制其加速度a为-0.8μg；当载重重心处于第二重心区域时：若agv小车位于加速区域，控制其加速度a为n
·
0.8μg；若agv小车位于匀速区域，控制其加速度a为0；若agv小车位于减速区域，控制其加速度a为-n
·
0.8μg；当载重重心处于第三重心区域时，控制agv小车的加速度a为0；当载重重心处于第四重心区域时，控制agv小车的加速度a为-n
·
0.8μg；其中，μ为agv小车表面的摩擦系数，g为重力加速度；n为常量，取值为：0＜n＜1。
32.在本实施例中，对于agv小车的加速度a的控制优先判断其所处的重心区域，当agv小车处于第一重心区域和第二重心区域时，其载重重心处于一个相对较为稳定的状态；因此，按照较大的行驶速度进行运输。当agv小车处于第三重心区域和第四重心区域时，加速度可能进一步导致agv小车的载重重心偏移，因此需要对加速度进行调控，避免运输的物品掉落或者agv小车倾翻。
33.具体的，当处于第一重心区域时，在加速区域控制agv小车的加速度a为最大加速度0.8μg；因此，agv小车可以以最大加速度达到当前行驶的最快速度，并保持这一速度匀速前进；进一步的，在到达减速区域时，以最大的减速度使速度降为0。
34.当处于第二重心区域时，需要在最大加速度的基础上按照一定的比例降低，保持运输的稳定性。
35.当处于第三重心区域时，由于加速度可能会导致载重重心的偏移，因此，在加速阶段和匀速阶段时，均控制加速度a为0，使得小车按照当前速度行驶；并且在减速阶段以-0.8μg将速度降低至0，到达下一个标准工位，此时agv小车发出警报，提醒工作人员对载重重心
进行调整。
36.当处于第四重心区域时，说明载重重心的偏移已经较为严重，需要尽快停止，避免物料的掉落，此时无需考虑当前的位置区域，直接控制agv小车以-0.8μg的加速度将运行速度降至0，并且发出警报，提醒工作人员对载重重心进行调整。
37.在本实施例中，对于加速度的控制基于小车表面的摩擦系数进行调整，可以有效避免车上载重物品的掉落，在本实施例中加速度带来的惯性是小于滑动摩擦力的，因此在物品稳定放置的情况下，加速度不会对物品的稳定性产生影响，也即，避免因为加速度而导致物品滑落。
38.实施例2实施例1提供的agv小车的速度控制方法根据位置信息划分了不同的位置区域；具体的，判断agv小车所处的位置区域包括：当d≥k
·
d时，判断agv小车处于加速区域；当（1-k）
·
d≤d＜k
·
d时，判断agv小车处于匀速区域；当d＜（1-k）
·
d时，判断agv小车处于减速区域。其中，k为常数，其取值范围如下：0＜k＜0.5。
39.本实施例针对k值为0.5的情况，提供一种更加精细化的控制，使得agv小车的速度可以实现更加平滑的过渡。当k为0.5时，agv小车的在行驶的过程中分为加速区域和减速区域，不包括匀速区域。
40.本实施例提供的一种agv小车的控制方法包括以下步骤：s10：获取agv小车负重状态下四个车轮的载重数据；s20：根据载重数据确定agv小车的载重重心；s30：根据载重重心和初始重心之间的距离l判断agv小车所处的重心区域；其中，agv小车在无负重状态下的重心为初始重心；s40：获取agv小车的位置信息，判断agv小车所处的位置区域；其中，agv小车的行驶路径包括多个标准工位，位置信息包括：agv小车当前位置与下一个标准工位之间的距离d，以及，agv小车当前位置对应的上一标准工位和下一标准工位之间标准距离d；s50：根据重心区域和位置区域控制agv小车的加速度a。
41.步骤s50包括：当载重重心处于第一重心区域时：控制其加速度a为sin(2π-2πd/d)
·amax
。其中，a
max
为agv小车允许的最大加速度，其取值为0.8μg。
42.当载重重心处于第二重心区域时：控制其加速度a为0.7sin(2π-2πd/d)
·amax
。
43.当所述载重重心处于第三重心区域或第四重心区域时：控制其加速度a为v/(d-d)；其中，v为agv小车的当前速度。
44.在本实施例中，通过对于加速度的精细化控制，将agv小车的运动分为四个部分，加速度增大的加速运动、加速度减小的加速运动、加速度增大的减速运动、加速度减小的减速运动，使得agv小车的速度变化可以实现比较平滑的过渡，不会出现突然加速或者突然加速度增大的情况，进而使得agv小车装载的货物更加平稳，不容易掉落。
45.实施例3参见图2，本实施例提供一种控制agv小车速度的装置，包括：获取模块10，用于获取agv小车的载重数据和位置信息；处理模块20，用于根据载重数据确定agv小车的载重重心；根据载重重心和初始重
心之间的距离l判断agv小车所处的重心区域；根据位置信息判断agv小车所处的位置区域；根据重心区域和位置区域控制agv小车的加速度a。
46.实施例4参见图3，本实施例提供一种电子设备100，包括处理器110以及存储器120，存储器存储有计算机可读取指令，当计算机可读取指令由处理器执行时，运行上述任一方法中的步骤。
47.通过上述技术方案，处理器110和存储器120通过通信总线和/或其他形式的连接机构互连并相互通讯，存储器120存储有处理器110可执行的计算机程序，当计算设备运行时，处理器110执行该计算机程序，以执行时执行上述实施例的任一可选的实现方式中的方法。
48.实施例5本实施例提供一种存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时，运行上述任一方法中的步骤。
49.通过上述技术方案，计算机程序被处理器执行时，执行上述实施例的任一可选的实现方式中的方法。
50.其中，存储介质可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，如静态随机存取存储器，电可擦除可编程只读存储器，可擦除可编程只读存储器，可编程只读存储器，只读存储器，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。
51.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。