【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及agv控制，具体涉及一种基于纯跟踪和柔性加减速的单舵轮agv路径跟踪方法。
技术介绍
1、自动引导车辆(agv，automated guided vehicle)是一种自动化运输系统，广泛应用于制造和物流行业，用于材料和商品的自动搬运。agv能够按照预定的路径自动移动，无需人工操作，极大提高了物流效率和安全性。
2、路径跟踪是agv控制技术中的核心技术之一，指的是agv能够准确、可靠地沿着预定路径行驶。这不仅涉及到agv的定位和导航技术，还包括复杂的控制算法，以应对路径变化、障碍物避让和动态环境适应等挑战。单舵轮agv指的是使用单一转向轮进行导向的agv，在自动化物流和制造系统中广泛使用。单舵轮agv的整个机械结构相比多转向轮的设计更为简单和紧凑具有极高的灵活性。这种设计简化了机械结构，但对路径跟踪算法和控制策略提出了更高要求，尤其车体的转向和速度调整。
3、纯跟踪算法是一种常用于自动化车辆和机器人导航中的路径跟踪控制策略。通过追踪路径上的某个目标点，计算agv与预定路径之间的偏差，动态调整agv的行驶方向，以减少偏差。目前已经有多种与纯跟踪算法相结合的技术。
4、基础纯跟踪算法通过计算车辆当前位置与路径上前瞻点之间的角度差，来调整转向角，使车辆朝向前瞻点移动。该算法在处理高速行驶或急转弯时的性能可能不佳，因为它没有考虑车辆动态特性，如速度和加速度的影响，可能导致路径跟踪的不稳定或偏离。
5、结合了模糊逻辑的纯跟踪算法通过引入模糊逻辑控制器来调整转向控制规则，使算法能
6、通过将模型预测控制策略与纯跟踪算法结合，考虑车辆的动态模型和未来一段时间内的路径信息，进行优化控制。该方法虽然能提供较好的路径跟踪性能，但计算负荷较高，对实时性能和计算资源的要求较大，不适合计算能力有限的单舵轮agv。
7、利用机器学习方法来直接从数据中学习路径跟踪策略，或优化传统纯跟踪算法的参数。需要大量的标注数据进行训练，且模型的解释性较差，当遇到训练数据中未覆盖的新场景时，性能会显著下降。
8、因此，确有必要提供一种改进的单舵轮agv路径跟踪方法以解决上述问题。
技术实现思路
1、本专利技术目的是提供一种基于纯跟踪和柔性加减速的单舵轮agv路径跟踪方法，通过在路径跟踪中引入了柔性加减速控制策略，能够根据路径特征、障碍物信息和agv当前状态，动态调整加速度和减速度，使agv行驶更加平稳。
2、本专利技术的技术方案是：一种基于纯跟踪和柔性加减速的单舵轮agv路径跟踪方法，包括以下步骤：
3、步骤一、基于预瞄距离动态调整agv舵轮的角度；
4、步骤二、基于柔性加减速控制方法控制agv平滑地加速和减速。
5、上述技术方案中，所述步骤一中根据预瞄距离、期望路径和agv状态计算单舵轮的期望转向角。
6、上述技术方案中，根据阿克曼转向原理，所述期望转向角为：
7、
8、其中，δ表示期望转向角，l表示agv轴距，l表示预瞄距离，α表示agv当前朝向与到达目标点的预瞄角。
9、上述技术方案中，所述预瞄距离l满足以下公式：
10、
11、其中，r表示agv的转向半径。
12、上述技术方案中，所述步骤二中将agv加减速分为7段时间段过程。
13、上述技术方案中，所述步骤二中通过确定系统最大速度vmax、最大加速度amax和加加速度j确定整个柔性加减速的运动过程。
14、上述技术方案中，所述最大速度vmax、最大加速度amax和加加速度j满足：
15、
16、其中，tf表示总体运行时间，so表示总体运行时间下的总路程。
17、本专利技术的优点是：
18、本专利技术通过在路径跟踪中引入了柔性加减速控制策略，能够根据路径特征、障碍物信息和agv当前状态，动态调整加速度和减速度，使agv行驶更加平稳。
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1.一种基于纯跟踪和柔性加减速的单舵轮AGV路径跟踪方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于纯跟踪和柔性加减速的单舵轮AGV路径跟踪方法，其特征在于：所述步骤一中根据预瞄距离、期望路径和AGV状态计算单舵轮的期望转向角。
3.根据权利要求2所述的基于纯跟踪和柔性加减速的单舵轮AGV路径跟踪方法，其特征在于：根据阿克曼转向原理，所述期望转向角为：
4.根据权利要求3所述的基于纯跟踪和柔性加减速的单舵轮AGV路径跟踪方法，其特征在于：所述预瞄距离L满足以下公式：
5.根据权利要求1所述的基于纯跟踪和柔性加减速的单舵轮AGV路径跟踪方法，其特征在于：所述步骤二中将AGV加减速分为7段时间段过程。
6.根据权利要求1所述的基于纯跟踪和柔性加减速的单舵轮AGV路径跟踪方法，其特征在于：所述步骤二中通过确定系统最大速度vmax、最大加速度amax和加加速度J确定整个柔性加减速的运动过程。
7.根据权利要求6所述的基于纯跟踪和柔性加减速的单舵轮AGV路径跟踪方法，其特征在于：所述最大速度vmax、最大
...【技术特征摘要】
1.一种基于纯跟踪和柔性加减速的单舵轮agv路径跟踪方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于纯跟踪和柔性加减速的单舵轮agv路径跟踪方法，其特征在于：所述步骤一中根据预瞄距离、期望路径和agv状态计算单舵轮的期望转向角。
3.根据权利要求2所述的基于纯跟踪和柔性加减速的单舵轮agv路径跟踪方法，其特征在于：根据阿克曼转向原理，所述期望转向角为：
4.根据权利要求3所述的基于纯跟踪和柔性加减速的单舵轮agv路径跟踪方法，其特征在于：所述预瞄距离l满足以下...
【专利技术属性】
技术研发人员：侯君怡，余雷，徐昌军，潘子豪，边非凡，
申请(专利权)人：苏州大学，
类型：发明
国别省市：
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