【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及代客泊车机器人平台的智能控制，尤其是一种单个自动代客泊车机器人的轨迹跟踪控制方法。
技术介绍
1、近年来，我国汽车保有量持续增长，与此同时，城市可开发并应用于停车场建设的土地不断减少，停车位难找、停车位不足及停车事故频发等一系列停车问题日益涌现。为了能够尽可能充分利用城市紧张有限的停车空间，安全且高效地停放车辆，越来越多的智能停车系统(smart parking system，sps)被提出。目前，智能停车系统可分为直接式和间接式两类，一是在智能车辆配备自动停车系统(automated parking systems,aps)，让车辆本身自动完成泊车任务。这种直接式方案适应的停车场景多，对停车场基础设施要求小，但该方法的缺点是对停车场空间利用率有限，对汽车自身的智能化水平要求高；二是利用泊车自动导引车辆(automated guided vehicle，agv)来自动地间接完成泊车需求，与aps相比，基于泊车agv的avp(automated valet parking)系统使用泊车agv自动运输车辆，它可以实现向任何位置的全方位移动，并且对汽车的智能化水平没有要求；同时，由于它不需要为每个车位预留开关车门和车辆进出的空间；并且相对于传统车辆而言，全方位泊车agv机动性强，因而它能有效地提高停车场的空间利用率；同时，借助泊车agv，用户只需要将车开到停车场接驳区，这样既可以节省用户的停/取车时间，又可以提高停车的安全性。
2、目前，基于泊车agv的avp系统有其显著的优势，因此引起了相关研究人员的极大关
3、在泊车agv平台的基础之上，研究人员对停车位分配、路径规划和定位做了大量研究，然而，泊车agv的轨迹跟踪控制受到的关注很少，尽管已经有人对全向移动泊车agv的轨迹跟踪控制进行了一些研究，其中滑模控制在全方位运动泊车agv的轨迹跟踪控制得到了广泛的运用，但是大都没有考虑外部扰动对控制系统的影响，这就导致轨迹跟踪效果不佳，鲁棒性不强。
技术实现思路
1、为解决全向移动泊车agv的轨迹跟踪效果不佳，鲁棒性不强的问题，本专利技术的目的在于提供一种使泊车agv能够准确跟踪期望轨迹的同时，估计并消除外部扰动对轨迹跟踪的影响，提高跟踪过程中的鲁棒性的单个自动代客泊车机器人的轨迹跟踪控制方法。
2、为实现上述目的，本专利技术采用了以下技术方案：一种单个自动代客泊车机器人的轨迹跟踪控制方法，该方法包括下列顺序的步骤：
3、(1)建立泊车agv的运动学模型；
4、(2)建立泊车agv的动力学模型；
5、(3)根据泊车agv的运动学模型和泊车agv的动力学模型，设计基于非线性扰动观测器的滑膜控制器，将非线性扰动观测器估计的扰动值作为滑膜控制器的输入信号，滑膜控制器输出电机扭矩转化为电机转速，再输出至泊车agv的运动学模型，泊车agv的运动学模型输出四个麦克纳姆轮所需的转速，实现轨迹跟踪控制。
6、所述步骤(1)具体是指：
7、泊车agv是一个麦克纳姆轮全向移动平台，xwowyw是泊车agv的全局坐标系；xvovyv泊车agv车体坐标系；ov是泊车agv车体坐标系的坐标原点，并且是四个麦克纳姆轮的中心点；om是泊车agv的质心；viw对应各麦克纳姆轮心的线速度，i＝1,2,3,4，viw＝rmwiw，rm为麦克纳姆轮半径，wiw对应各麦克纳姆轮的转动角速度；vir对应各麦克纳姆轮接地辊子的切向速度；wz为泊车agv的横摆角速度；θvw为泊车agv的航向角，得到泊车agv的逆运动学方程如下式；
8、
9、式中：vx为车体中心速度在xv轴的速度分量；vy为车体中心速度在yv轴的速度分量；a为横向左右两个麦克纳姆轮中心距离的一半；b为纵向前后两个麦克纳姆轮中心距离的一半；式(1)为泊车agv的运动学模型；
10、将式(1)改写成式(2)：
11、
12、式中：为麦克纳姆轮旋转角速度；其中，和分别为泊车agv车体坐标系下沿xv、yv的速度分量；为泊车agv车体坐标系下的横摆角速度；
13、定义雅克比矩阵j为：
14、
15、得到泊车agv的正向运动学方程如下式；
16、
17、式中：j+＝(jt·j)-1·j；
18、建立泊车agv车体坐标系和全局坐标系的坐标变换方程，根据运动关系，得到坐标变换公式如下式：
19、
20、式中：其中，分别为泊车agv在全局坐标系下沿xw，yw的速度分量；为泊车agv在全局坐标系下的横摆角速度；rw2v(θvv)用下式表示；θvv为泊车agv车体坐标系下的航向角；
21、
22、联立式(1)至式(6)，得到和泊车agv速度的转换关系如下式；
23、
24、式中，r(θvv)为坐标变换矩阵；
25、由于泊车agv坐标原点ov和质心om理论上不重合，经过分析，用下式表示出泊车agv坐标原点ov和质心om之间的速度关系：
26、
27、式中：分别为质心om沿xv，yv轴的速度分量；dx，dy分别为质心om到坐标原点ov的横、纵向距离；
28、最后，联立式(5)至式(8)，得到下式；
29、
30、所述步骤(2)具体是指：泊车agv的动力学模型采用拉格朗日法建立，得到泊车agv的拉格朗日函数l如下式所示：
31、
32、式中：jv为泊车agv绕zv轴的转动惯量；mv为泊车agv的整车质量；jw为麦克纳姆轮的转动惯量；为泊车agv绕zw轴的横摆角速度；分别为泊车agv在全局坐标系下沿xw，yw的速度分量；为各个麦克纳姆轮旋转角速度；
33、然后联立式(9)、式(10)，并且对拉格朗日函数l求导，得到泊车agv的动力学模型，如下式：
34、
35、式中：
36、
37、
38、
39、其中，其中分别为泊车agv在全局坐标系下沿xw，yw，zw的加速度；f(θvw)＝[fx fx tz]t为广义力和力矩，fx，fy分别为泊车agv沿xv，yv轴的广义力分量；tz为泊车agv绕zv轴的广义力矩，rm为麦克纳姆轮半径，a为横向左右两个麦克纳姆轮中心距离的一半；b为纵向前后两个麦克纳姆轮中心距离的一半；dx，dy分别为质心om到坐标原点ov的横、纵向距离；θvw为泊车agv的航向角，为泊车agv在全局坐标系下的横摆角速度；为泊车agv车体坐标系下的横摆角速度。
40、所述步骤(3)具体包括以下顺序的步骤：
41、(3a)设计非线性扰动观测器：把所有承重万向轮产生的扰动力本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种单个自动代客泊车机器人的轨迹跟踪控制方法，其特征在于：该方法包括下列顺序的步骤：
2.根据权利要求1所述的单个自动代客泊车机器人的轨迹跟踪控制方法，其特征在于：所述步骤(1)具体是指：
3.根据权利要求1所述的单个自动代客泊车机器人的轨迹跟踪控制方法，其特征在于：所述步骤(2)具体是指：泊车AGV的动力学模型采用拉格朗日法建立，得到泊车AGV的拉格朗日函数L如下式所示：
4.根据权利要求1所述的单个自动代客泊车机器人的轨迹跟踪控制方法，其特征在于：所述步骤(3)具体包括以下顺序的步骤：
【技术特征摘要】
1.一种单个自动代客泊车机器人的轨迹跟踪控制方法，其特征在于：该方法包括下列顺序的步骤：
2.根据权利要求1所述的单个自动代客泊车机器人的轨迹跟踪控制方法，其特征在于：所述步骤(1)具体是指：
3.根据权利要求1所述的单个自动代客泊车机器人的轨...
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