一种关于ForkliftAVG急停抱死时防止货物倾倒货架的控制方法与流程

本发明涉及智能车辆领域，尤其是涉及一种关于forkliftavg急停抱死时防止货物倾倒货架的控制方法。

背景技术：

计算机相关技术的发展，带动了工业化技术水平的提升，为了降低因雇佣人工而产生的成本，许多工厂与集装仓库开始采用forkliftagv(自动巡航叉车)进行货物商品的分拣搬运与分类。如何利用这个智能化叉车系统进行工业时代的“大革命”，进而减少生产成本，提高仓库的工作效率与分拣商品的正确率，降低商品的损耗率成为亟待解决的问题。

forkliftagv是自动化搬运设备中的显著机构，具有较为明显的优势。agv的工作过程由三部分组成获取命令，执行命令，完成待命。在完成任务后，或接到任务前，均会在待命点进行自动充电。其中在执行命令阶段，分有三大研究领域：分别是路径规划、调度研究、货物识别。

在forkliftagv进行货物搬运时，最为首要的目标就是需要保证货物的完整性，避免因为机构特性发生不必要的损耗。自动巡航叉车在急停抱死时，车上的货物存在有两个阶段的转换：滑移阶段，静止阶段。为了保证货物运输时的良好和完整特性，运载货物不能在滑移阶段出现倾倒，目前还没有相关方面的技术应用。

技术实现要素：

本发明的目的克服现有技术中forkliftagv在货物运输急停时，货物与货架保持相对位置的方法只有摩擦力保持的物理方法，为了提高机构的鲁棒性，附加了一个闭环控制算法，提出了一种关于forkliftavg急停抱死时防止货物倾倒货架的控制方法，是一种基于惯性保护，提供缓冲的，保持货物与货架相对速度总体为零的控制方法，充分保证货物运输的安全与稳定性。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种关于forkliftavg急停抱死时防止货物倾倒货架的控制方法，其特征是，包括以下步骤：

步骤一：forkliftagv在遭遇障碍或故障时，主程序进入急停中断，通过货架上的相对速度传感器检测货物与货架间是否有相对速度，得到相对速度曲线；

步骤二：货架加速阶段，对步骤一中所得到的相对速度曲线进行插值分析，发现存在相对速度时，货架控制前进方向的电机运转提速，使货架的位移速度提升与货物做同一方向的运动，并继续遍历相对速度；

步骤三：货架与货物减速阶段，对步骤二中的相对速度曲线进行遍历，遍历到相对速度为零的时间点时，电机开始制动，并进行货架速度的曲线遍历；

步骤四：货架回收阶段，对步骤三中的电机转速曲线进行遍历，得到返回插值为0时，控制货架的电机以额定转速进行反转，使用货架的位移传感器进行遍历，当回馈的位移插值为既定位移时，控制货架的电机以额定加速度制动，转速为零时货架归位；

步骤五：forkliftagv待命阶段，当电机转速为零时，中断结束，进入待命程序。

作为优选，所述步骤一具体方法为：所述相对速度传感器为位移传感器的差分运算表达形式，根据插值运算公式如下：

f(t)＝a1f[n1]+a2f[n2]+…+anf[nn]

其中a1、a2...an等代表插值函数f[n]的调节因子的常数项，一般设为1，n1、n2…nn等代表插值函数的第n个插值点；

通过上式可得到每一时刻的位移插值，又根据位移与速度的关系如下：

v1[n1]＝{f1[n1]-f2[n2]}/n2-n1

其中n1，n2表示传感器进行采样时的某一对相邻时刻，v1为货物的速度，通过上式可得到速度插值的大小，并得到速度曲线。

作为优选，所述步骤二货架的位移速度提升的加速度的大小根据货物与货架之间的摩擦因素来计算，理论上a≤μg，其中a为加速度，μ为动摩擦因数g为重力加速度。

作为优选，所述步骤三的具体方法为：控制货架的加速度a≤μg，使货架与货物间无相对运动，并做加速度与速度相同的减速运动，对货架的速度曲线，电机的转速曲线进行记录，电机转速与货架的速度成正比，电机转速为n2，则货架的位移速度v2＝kn2，得到关于货架的速度曲线，其中k为常数，表示货架位移速度与电机之间的线性关系。

因此，本发明具有如下有益效果：(1)有效解决在自动巡航叉车急停时，货物因为惯性发生倾倒，造成损失的情况；(2)有效地提高了自动巡航叉车的稳定性与鲁棒性，为货物的安全提供保障。

附图说明

图1是本发明的forkliftagv急停模型示意图。

图2是本发明的forkliftagv缓冲防倾倒模型示意图。

图3是本发明的forkliftagv货架回收模型示意图。

图4是本发明的程序框图。

图中：1、货物；2、货架；3、自动巡航叉车。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明做进一步的描述。

如图1-4所示的实施例中，

一种关于forkliftavg急停抱死时防止货物倾倒货架的控制方法，包括以下步骤：

步骤一：forkliftagv在遭遇障碍或故障时，主程序进入急停中断，通过货架上的相对速度传感器检测货物与货架间是否有相对速度，得到相对速度曲线；所述相对速度传感器为位移传感器的差分运算表达形式，根据插值运算公式如下：

f(t)＝a1f[n1]+a2f[n2]+…+anf[nn]

其中n为货物与货架的相对位移，通过上式可得到每一时刻的位移插值，又根据位移与速度的关系如下：

v1[n1]＝{f1[n1]-f2[n2]}/n2-n1

其中v1为货物的速度，通过上式可得到速度插值的大小，并得到速度曲线。

步骤二：货架加速阶段，对步骤一中所得到的相对速度曲线进行插值分析，发现存在相对速度时，货架控制前进方向的电机运转提速，使货架的位移速度提升与货物做同一方向的运动，并继续遍历相对速度；货架的位移速度提升的加速度的大小根据货物与货架之间的摩擦因素来计算，理论上a≤μg，其中a为加速度，μ为动摩擦因数g为重力加速度。

步骤三：货架与货物减速阶段，对步骤二中的相对速度曲线进行遍历，遍历到相对速度为零的时间点时，电机开始制动，并进行货架速度的曲线遍历；控制货架的加速度a≤μg，使货架与货物间无相对运动，并做加速度与速度相同的减速运动，对货架的速度曲线，电机的转速曲线进行记录，电机转速与货架的速度成正比，电机转速为n2，则货架的位移速度v2＝kn2，得到关于货架的速度曲线；

步骤四：货架回收阶段，对步骤三中的电机转速曲线进行遍历，得到返回插值为0时，控制货架的电机以额定转速进行反转，使用货架的位移传感器进行遍历，当回馈的位移插值为既定位移时，控制货架的电机以额定加速度制动，转速为零时货架归位；

步骤五：forkliftagv待命阶段，当电机转速为零时，中断结束，进入待命程序。

如图1-4所示，设图中货物1的绝对速度为v1，货架2的绝对速度为v2，其相对速度的大小可由v1-v2计算得到。第一阶段，自动巡航叉车3急停，货架2的速度与车身的速度一致，均为0，而货物1的绝对速度为自动巡航叉车3急停前的速度大小vd，此时，货物1与货架2间存在相对位移与相对速度。第二阶段，货架2进行加速运动，使货物1与货架2均到达最大速度vmax，此时货物1与货架2之间无相对运动，缓冲的前置加速阶段完成，货物1已无相对运动造成倾倒的潜在危险。第三阶段，货物1与货架2进行速度与加速度相同的无相对位移与相对速度的回收动作，此时货物1的动力学缓冲阶段已经完成，并随货架回收避免了倾倒发生。

上述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各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，或者对其中部分或者全部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范围。