双舵轮AGV里程计、运动控制核心算法

        舵轮AGV可以通过调整两个舵轮的角度及速度，可以使小车在不转动车头的情况下实现变道，转向等动作，甚至可以实现沿任意点为半径的转弯运动，有很强的灵活性。 因此在AGV行业，这种驱动方式应用很广，但是目前能做好控制的厂家并不多。国内比较好的厂家主要有沈阳新松机器人、苏州华晓精密、上海同普，还有部分新创企业，苏州极客嘉智能科技有限公司，做的也很好。

        该种AGV，一般包含两个舵轮，通常布置在AGV车体中心前后、或AGV车体对角分布。如图：

 

本文将以在车体中心前后分布方式的AGV为例，进行分析。

       大家都知道舵轮的参数有线速度大小、角速度大小、舵向值（v，w，a）三个参数（舵轮线速度方向一定等于舵向值）。同时我们控制双舵轮AGV去跟随路劲的时候，导航算法控制器也会给AGV下发线速度大小、线速度方向、角速度（不同于差速轮AGV，舵轮AGV可以全向行走，因此线速度方向是可以不同于AGV的航向角的，本文假设的线速度方向相对于AGV航向角），然后AGV舵轮驱动算法，将根据导航算法下发的三个参数来解算两个舵轮的三个参数。

       我们可以将该AGV简化成两个舵轮旋转中心支点刚性连接的情况，以两舵轮旋转中心点来计算AGV线速度和角速度。

       已知导航算法下发给AGV中心点的参数为（V，W，A），两舵轮之间的距离D，求舵轮1的参数（V1，W1，A1）,舵轮2的参数（V2，W2，A2）。如下图：

 

其中W=W1=W2；

 

第一步：已知参数（V，W，A），求AGV的旋转半径。

根据A可知旋转半径与AGV中心点速度的几何关系，如下图所示“：

第二步：由于两个舵轮旋转中心支点与AGV是刚性连接，所以两舵轮的中心支点必定与AGV旋转中心同心。

将AGV旋转中心与两舵轮旋转中心点连接，如下图；

这里问题变成了，已知A、R，求R1，R2，A1，A2；（提示简单的三角几何计算）；

 

 

 

R1、R2、A1、A2就算到这里。

 第三步：由于r=v/w，W1=W2=W，所以

V1=V*(R1/R)；

V2=V*(R2/R)；

第四步：将V1、V2、A1、A2分别解算出来，下发给两舵轮控制器，双舵轮AGV就可以按照你的导航算法去运动了。

 

就讲到这一步，再有其他问题，工程师要养成独立深度思考的习惯，自己去搜索，自己去分析解决。

另外，双舵轮的里程计，也可以根据此文章，倒退计算出来。

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