本發(fā)明涉及一種基于動(dòng)態(tài)權(quán)重糾偏的跨坐雙體式agv精準(zhǔn)對(duì)接方法，屬于機(jī)器人運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)與控制。

背景技術(shù)：

1、隨著工業(yè)自動(dòng)化的迅猛發(fā)展，agv(automated?guided?vehicle)在倉(cāng)儲(chǔ)、物流配送、生產(chǎn)線等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。agv的主要功能是通過預(yù)設(shè)的路徑和程序，自動(dòng)化地進(jìn)行物料搬運(yùn)、運(yùn)輸、堆垛等操作，其主要優(yōu)勢(shì)在于高效、低成本和人力節(jié)省。然而，在實(shí)際應(yīng)用中，agv與商品車之間的精準(zhǔn)對(duì)接一直是影響操作效率和安全性的關(guān)鍵因素。

2、agv與商品車對(duì)接時(shí)，涉及到許多復(fù)雜的因素：商品車與agv之間的距離、商品車之間的間距差異、對(duì)接精度等。理想情況下，agv與商品車的對(duì)接應(yīng)該是精確、無干涉的，但在實(shí)際操作中，由于相鄰商品車間距不一致，導(dǎo)致agv難以與商品車實(shí)現(xiàn)完美對(duì)接，從而引發(fā)對(duì)接誤差，甚至碰撞。

3、在傳統(tǒng)的agv系統(tǒng)中，商品車的對(duì)接過程通常可以分為兩個(gè)主要階段：取車階段和回退階段。在取車階段，agv需要準(zhǔn)確地對(duì)接商品車，將商品車的接駁裝置與agv的夾具、吊臂或其他接觸設(shè)備對(duì)接，以確保物品的順利搬運(yùn)。如果對(duì)接精度不足，agv與商品車可能無法牢固地連接，導(dǎo)致搬運(yùn)過程中物品滑落或夾具松脫，進(jìn)而影響到后續(xù)的運(yùn)輸任務(wù)?；赝穗A段是指agv將商品車返回到指定位置或貨架的過程。此時(shí)，agv不僅需要確保對(duì)接精度，還要確保商品車安全地停放在目標(biāo)位置。如果商品車未能準(zhǔn)確放置，可能會(huì)影響倉(cāng)儲(chǔ)或生產(chǎn)流程，甚至造成倉(cāng)庫(kù)空間的浪費(fèi)，導(dǎo)致自動(dòng)化系統(tǒng)的效率下降。

4、這兩個(gè)階段的對(duì)接精度要求都極為嚴(yán)格，一旦在這兩個(gè)階段中出現(xiàn)任何微小的偏差，都會(huì)導(dǎo)致操作失敗，甚至可能損壞設(shè)備、產(chǎn)生安全隱患，造成較大的經(jīng)濟(jì)損失和時(shí)間延誤。具體而言，商品車的寬度、兩側(cè)商品車與agv之間的間距以及兩側(cè)商品車與待轉(zhuǎn)運(yùn)商品車間距等因素，都會(huì)對(duì)對(duì)接的精度產(chǎn)生影響。在當(dāng)兩側(cè)商品車與待轉(zhuǎn)運(yùn)商品車間距不一致時(shí)，agv難以保證在同一平面上精準(zhǔn)對(duì)接，可能導(dǎo)致操作失敗或發(fā)生碰撞。

5、目前，絕大多數(shù)agv與商品車對(duì)接的技術(shù)仍基于較為簡(jiǎn)單的測(cè)距算法和固定的對(duì)接模式。在這些系統(tǒng)中，agv會(huì)依據(jù)固定的路徑和測(cè)距規(guī)則進(jìn)行對(duì)接，但這些系統(tǒng)通常只考慮到商品車與agv之間的距離，忽略了兩側(cè)商品車與待轉(zhuǎn)運(yùn)商品車之間可能存在的間距差異。因此，當(dāng)商品車之間的間距存在不一致時(shí)，agv很難在同一平面上實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)對(duì)接，容易發(fā)生碰撞或?qū)邮　?/p>

6、此外，現(xiàn)有的對(duì)接方案大多數(shù)是以靜態(tài)的方式進(jìn)行對(duì)接，即在開始操作時(shí)就設(shè)定好了一系列的規(guī)則和路徑，這對(duì)于面對(duì)商品車之間間距差異較大或者其他不確定因素的環(huán)境，表現(xiàn)出明顯的局限性。例如，當(dāng)商品車的間距較大或較小時(shí)，現(xiàn)有系統(tǒng)無法做出相應(yīng)的靈活調(diào)整，從而影響了agv的執(zhí)行效果。另一方面，由于這些傳統(tǒng)方案忽視了動(dòng)態(tài)調(diào)整和自適應(yīng)能力，agv系統(tǒng)無法實(shí)時(shí)根據(jù)環(huán)境變化來優(yōu)化對(duì)接路徑。在面臨復(fù)雜多變的工作環(huán)境時(shí)，agv的性能難以得到充分發(fā)揮，且系統(tǒng)的可靠性和靈活性較差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為解決在對(duì)接過程中由于車距差異造成agv難以與商品車實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確對(duì)接的問題，本發(fā)明的目的是提供一種基于動(dòng)態(tài)權(quán)重糾偏的跨坐雙體式agv精準(zhǔn)對(duì)接方法，agv在對(duì)接商品車的過程中，待轉(zhuǎn)運(yùn)商品車與其兩側(cè)商品車間距不一致時(shí)，agv會(huì)犧牲一定與目標(biāo)車輛的對(duì)接精度，保證兩側(cè)的間距安全性，以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)agv與內(nèi)部商品車兩邊的間距實(shí)現(xiàn)極限情況下取車功能。通過實(shí)時(shí)檢測(cè)待轉(zhuǎn)運(yùn)商品車與兩側(cè)商品車的間距差異，動(dòng)態(tài)調(diào)整agv與商品車之間的對(duì)接路徑，從而確保agv能夠相鄰商品車存在間距差異的情況下，依然能夠?qū)崿F(xiàn)安全、精準(zhǔn)的對(duì)接，并通過優(yōu)化路徑規(guī)劃提高整個(gè)系統(tǒng)的效率。

2、本發(fā)明公開的一種基于動(dòng)態(tài)權(quán)重糾偏的跨坐雙體式agv精準(zhǔn)對(duì)接方法，包括如下步驟：

3、步驟1：云端調(diào)度系統(tǒng)利用gps定位系統(tǒng)確定待轉(zhuǎn)運(yùn)的商品車位置，根據(jù)該位置規(guī)劃出取車粗路徑，并將路徑發(fā)送給agv；

4、步驟2：agv利用gps系統(tǒng)實(shí)時(shí)確定自身當(dāng)前位置；按照步驟一的取車粗路徑移動(dòng)，當(dāng)agv與待取商品車位置小于7m時(shí)停止前進(jìn)；agv采用搭載的多個(gè)激光雷達(dá)獲得多角度周圍環(huán)境的點(diǎn)云信息；根據(jù)點(diǎn)云信息進(jìn)行范圍濾波以獲取agv周圍的環(huán)境信息；

5、所述多個(gè)激光雷達(dá)分別分布于前端兩側(cè)、后端兩側(cè)、前端內(nèi)側(cè)兩側(cè)、后端內(nèi)部?jī)蓚?cè)，獲取的點(diǎn)云信息分別稱為前端點(diǎn)云信息、后端點(diǎn)云信息、前端內(nèi)側(cè)點(diǎn)云信息和后端內(nèi)側(cè)點(diǎn)云信息，其中agv前端兩側(cè)和后端兩側(cè)的激光雷達(dá)主要用于定位agv的位置以及感知周圍環(huán)境信息，agv前端內(nèi)部?jī)蓚?cè)和后端內(nèi)部?jī)蓚?cè)的激光雷達(dá)用于在對(duì)接過程中確定待取商品車的位置信息；

6、步驟3：對(duì)agv的前端點(diǎn)云信息進(jìn)行分塊，得到agv前方、后方、左右兩邊以及內(nèi)部的點(diǎn)云信息，分別對(duì)點(diǎn)云信息進(jìn)行點(diǎn)云聚類，得到agv與左方商品車的距離、agv與右方商品車的距離、agv與待取商品車的距離、各商品車的位姿、待取商品車與其兩側(cè)商品車的距離；

7、步驟4：根據(jù)步驟3獲取的位姿信息和距離信息采用動(dòng)態(tài)權(quán)重調(diào)整糾偏方法，在agv當(dāng)前位置上動(dòng)態(tài)調(diào)整agv目標(biāo)位置和位姿，同時(shí)根據(jù)目標(biāo)位置和位姿進(jìn)行路徑規(guī)劃，在動(dòng)態(tài)糾偏的過程中同時(shí)要保證與兩側(cè)的商品車的最小間距，直至agv前端的單線激光雷達(dá)掃描到待轉(zhuǎn)運(yùn)商品車車輪；

8、步驟5：根據(jù)agv前端內(nèi)側(cè)點(diǎn)云信息計(jì)算車輪與激光雷達(dá)距離差，同時(shí)實(shí)時(shí)調(diào)整航向角，直至agv到達(dá)指定位置；根據(jù)agv后端內(nèi)側(cè)點(diǎn)云信息，確定是否滿足抱夾條件；

9、步驟6：滿足抱夾條件，控制裝夾機(jī)構(gòu)完成夾取作業(yè)，然后將完成夾取工作發(fā)送給云端調(diào)度系統(tǒng)，云端調(diào)度系統(tǒng)發(fā)布停放商品車位置，agv根據(jù)獲取到的位置信息利用自主導(dǎo)航系統(tǒng)到達(dá)停放位置；

10、步驟7：利用gps定位系統(tǒng)獲取停放商品車的位置坐標(biāo)，并將停放商品車的位置坐標(biāo)通過mqtt通信方式上傳給云端調(diào)度系統(tǒng)，更新下一輛待轉(zhuǎn)運(yùn)商品車的位置，重復(fù)步驟1至6搬運(yùn)下一輛商品車。

11、進(jìn)一步的，步驟4的具體實(shí)現(xiàn)方法為：

12、一種基于動(dòng)態(tài)權(quán)重糾偏的跨坐雙體式agv精準(zhǔn)對(duì)接方法中所述的動(dòng)態(tài)調(diào)整糾偏agv方法，可以實(shí)現(xiàn)在待轉(zhuǎn)運(yùn)商品車與其兩側(cè)商品車間距不一致時(shí)，agv犧牲一定與目標(biāo)車輛的對(duì)接精度，保證兩側(cè)的間距安全性，以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)agv與內(nèi)部商品車兩邊的間距實(shí)現(xiàn)極限情況下取車功能；具體步驟如下：

13、步驟4.1：實(shí)時(shí)測(cè)量與數(shù)據(jù)采集；首先根據(jù)多線激光雷達(dá)獲取的待轉(zhuǎn)運(yùn)商品車與左、右兩側(cè)的間距d1和d2，計(jì)算商品車兩側(cè)間距的差值δd：

14、δd＝|d1-d2|

15、其中，d1＞d2表示左側(cè)間距較大；d1＜d2表示右側(cè)間距較大；d1＝d2表示兩側(cè)間距相等，實(shí)時(shí)檢測(cè)的數(shù)據(jù)將作為后續(xù)動(dòng)態(tài)調(diào)整的基礎(chǔ)輸入；

16、步驟4.2：動(dòng)態(tài)糾偏權(quán)重計(jì)算；根據(jù)商品車兩側(cè)間距的差值δd，計(jì)算動(dòng)態(tài)糾偏權(quán)重w權(quán)重w用于量化間距差異對(duì)agv路徑調(diào)整的重要性，其公式為：

17、

18、其中：w的取值范圍為[0,1]；當(dāng)w越大，表示兩側(cè)間距差異越明顯，agv需要進(jìn)行更大的路徑調(diào)整；當(dāng)w越小，表示兩側(cè)間距相近，agv路徑調(diào)整幅度可減??；

19、步驟4.3：路徑規(guī)劃調(diào)整；基于動(dòng)態(tài)糾偏權(quán)重w和實(shí)時(shí)測(cè)得的間距數(shù)據(jù)d1與d2，調(diào)整后agv的目標(biāo)位置padjusted，確保agv在對(duì)接時(shí)能夠避開兩側(cè)商品車的干涉，并保證最小安全間距dmin；agv的目標(biāo)位置調(diào)整公式為：

20、padjusted＝ptarget+α·(ew-1)·n

21、其中，padjusted為agv調(diào)整后的目標(biāo)位置；ptarget為未調(diào)整前的目標(biāo)位置；α為調(diào)節(jié)系數(shù)，控制調(diào)整幅度；w為動(dòng)態(tài)糾偏權(quán)重；n為調(diào)整方向的單位向量；

22、步驟4.4：動(dòng)態(tài)反饋與路徑修正；在agv移動(dòng)過程中，系統(tǒng)需實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)agv當(dāng)前位置pcurrent與目標(biāo)位置padjusted的偏差δp，并通過路徑修正算法確保對(duì)接精度；其中，偏差δp計(jì)算公式為：

23、δp＝padjusted-pcurrent

24、修正后的位置pcorrected為：

25、pcorrected＝pcurrent+λ·δp

26、其中：λ為修正比例系數(shù)，用于控制修正量；pcorrected為修正后的agv位置；

27、步驟4.5：采用hybird?a*路徑規(guī)劃；根據(jù)計(jì)算得到的agv的目標(biāo)位置采用hybirda*算法進(jìn)行agv的路徑規(guī)劃；當(dāng)agv到達(dá)調(diào)整后的位置pcorrected時(shí)，通過agv多激光雷達(dá)信息確認(rèn)是否到達(dá)目標(biāo)位置；在整個(gè)取車過程中，agv始終確保與兩側(cè)商品車的間距滿足最小距離，直至agv前端內(nèi)部激光雷達(dá)掃描到車輪信息。

28、通過上述方法，本發(fā)明能夠有效解決兩側(cè)商品車間距差異對(duì)agv路徑規(guī)劃和對(duì)接精度的影響，避免因間距不均引發(fā)的碰撞或?qū)邮?。同時(shí)，通過實(shí)時(shí)反饋與動(dòng)態(tài)調(diào)整，提高了系統(tǒng)效率和操作安全性。

29、有益效果：

30、1、本發(fā)明公開的一種基于動(dòng)態(tài)權(quán)重糾偏的跨坐雙體式agv精準(zhǔn)對(duì)接方法，agv在對(duì)接商品車的過程中，待轉(zhuǎn)運(yùn)商品車與其兩側(cè)商品車間距不一致時(shí)，agv會(huì)犧牲一定與目標(biāo)車輛的對(duì)接精度，保證兩側(cè)的間距安全性，以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)agv與內(nèi)部商品車兩邊的間距實(shí)現(xiàn)極限情況下取車功能。通過這種方法，agv能夠在面對(duì)復(fù)雜環(huán)境和不均勻間距的情況下，確保高精度的對(duì)接，避免傳統(tǒng)方案中因間距差異導(dǎo)致的對(duì)接失敗或碰撞，從而提升跨坐雙體式agv精準(zhǔn)對(duì)接系統(tǒng)的靈活性和可靠性。

31、2、本發(fā)明公開的一種基于動(dòng)態(tài)權(quán)重糾偏的跨坐雙體式agv精準(zhǔn)對(duì)接方法，引入基于實(shí)時(shí)檢測(cè)商品車兩側(cè)間距差異的動(dòng)態(tài)權(quán)重調(diào)整機(jī)制，agv能夠根據(jù)環(huán)境的實(shí)時(shí)變化自動(dòng)調(diào)整路徑，具有更強(qiáng)的自適應(yīng)能力。通過這種自適應(yīng)優(yōu)化，agv能夠處理更加復(fù)雜的操作場(chǎng)景，提高跨坐雙體式agv精準(zhǔn)對(duì)接系統(tǒng)的智能化水平，避免傳統(tǒng)的agv對(duì)接系統(tǒng)通常依賴固定的路徑規(guī)劃以及缺乏對(duì)環(huán)境動(dòng)態(tài)變化的實(shí)時(shí)反應(yīng)能力。

32、3、本發(fā)明公開的一種基于動(dòng)態(tài)權(quán)重糾偏的跨坐雙體式agv精準(zhǔn)對(duì)接方法，不僅優(yōu)化agv與商品車的對(duì)接精度，還通過動(dòng)態(tài)調(diào)整路徑，避免因路徑錯(cuò)誤帶來的不必要的調(diào)整和回退，減少了搬運(yùn)過程中可能出現(xiàn)的延誤。此外，agv與商品車之間的精確對(duì)接減少碰撞和設(shè)備損壞的風(fēng)險(xiǎn)，降低維護(hù)成本。