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CN104122895B一种基于自适应pid的agv导航方法[caired.com-彩红网3D模型]

本发明公开了一种基于自适应PID的AGV导航方法,应用该方法的小车开始运行时传感器阵列开始自动采集磁位置信号;首先通过平滑滤波去掉噪声,让输入更加准确;然后通过移动窗滤波滤去由于磁力线分布不均匀的噪声;如果读取到转弯卡,则需要启动左右滤波滤除路口多余节点带来的噪声;然后将去噪的状态码输入偏差作为PID控制的输入,通过自适应的PID参数调节输出较优的左右轮速度差;然后通过电机差速控制单元去控制电机转速,保障巡线正常运行。该导航方法控制小车使得小车巡线速度大大加快,分叉路口转弯成功率高,动态摆动幅度小,静态偏差很小,在局部出现磁条损坏下,仍可巡线,在一定的干扰下,可以在小于10个周期内返回线上。
CN104122895B一种基于自适应pid的agv导航方法[caired.com-彩红网3D模型]
技术领域

[0001] 本发明涉及自动控制领域,特别是一种基于自适应PID的AGV导航方法。背景技术

[0002] 目前AGV (自动引导小车)已经成为智能制造、先进物流以及数字化工厂中的重要设备,作为方便工厂运输、提高生产效率具有非常重要的作用。而所谓自动引导,即是沿着指定轨迹运行,目前常见的巡线导航有光电传感器、视觉、激光和磁导航传感器等等,对于光电传感器,配合黑白胶带整体便宜、简单,但是信号很容易因为地面不平导致不稳、胶带易受灰尘、垃圾影响等,导致巡线不能很稳定;视觉可视范围大,对线的要求不高,但是很容易受光线影响,且视频采集处理卡价格不菲,采样频率不高。而实际中的工厂的环境相当恶劣,灰尘、铁肩、地面不平、推车叉车和人为踩踏等造成光电和视觉很难工程化,所以磁导航成为一种工厂可行的方法。

[0003] 目前行业内的磁导航方式也是各式各样,各有各的特点,有单排模拟的、有前后两排方式的、也多个阵列式的、也有单排数字的,而单排磁传感器是成本较低的方式,但是由于相比阵列或者多排,少了一些位置的状态,特别是PID的参数确定,由于其控制模型和实际情况具有较大耦合性,很难单一地,统一地确定其控制参数,因此从高速、稳定的目的出发很难有基于单排比较成功的控制方式,但是我们从工业高速稳定的AGV使用需求以及成本考虑,通过理论计算和实践,发明出一种基于单排数字信号的磁条导航的高速稳定运行的方法,经试验和产品在实际工厂中的运行反馈,该方法较其他导航方法有效。发明内容

[0004] 本发明的目的在于克服现有技术的不足,提供一种使用单排磁导航,AGV运行速度快、交叉路口转弯成功率高,动态摆幅小,在局部磁条损坏下仍可巡线的基于自适应PID的 AGV导航方法。

[0005] 本发明的目的是通过以下技术方案来实现的:一种基于自适应PID的AGV导航方法,它包括以下步骤:

[0006] S1,采样:根据传感器的输出接口,采用对应的采样方式对传感器进行采样,将传感器的状态信息上传给控制板;

[0007] S2,平滑滤波:对步骤S1采集的传感器状态信息进行滤波处理,消除因磁条本身制造时分布不均匀、转弯处磁条相交磁场分布不均匀、AGV本身震动以及电机电流突变所引入的噪声信号;

[0008] S3,移动窗滤波:移动窗去寻找长度为设定窗长的数据,并且将不满足窗长的数据平滑掉,滤去由于磁力线分布不均匀的噪声;

[0009] S4,左右滤波:如果AGV在路口将会由射频卡提醒AGV将向左或者向右运行,向左则以左边传感器的状态为准,向右则以右边传感器的状态为准,过滤掉其余方向上的信号;

[0010] S5,状态码分配:根据AGV与线的偏差来进行状态的取值,根据上一时刻的状态来确定状态码,用状态码描述AGV的偏离摆正状态,偏差较大时使用较大的状态码;

[0011] S6,自适应PID计算:将步骤S5得到的状态码作为控制算法的输入,通过实验数据的最优拟合公式计算出的PID参数对小车行驶进行控制,使得小车静态摆幅小、动态幅度小、速度较快且能巡曲率较大的线。

[0012] S7,控制电机差速:通过步骤S6所产生的左右轮电机控制输入占空比之间的差值, 转化为相应的PWM以控制左右两电机的差速运行,使巡线正常运行。

[0013] 所述的平滑滤波采用中值滤波技术。

[0014] 所述的采样方式为TTL方式

[0015] 所述的传感器为磁传感器。

[0016] 所述的状态包括摆正;左偏,右转;右偏,左转;状态码0表示摆正,状态码为负表示左偏,右转,状态码为正表示右偏,左转,传感器阵列与磁条偏差较大时状态码绝对值也较大。

[0017] 所述的PID计算最右拟合公式为P=f (v,error) P0,1= f (v,error) 10,D= f (v, error) DO,其中P0

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