舵轮控制系统、方法、装置、计算机设备和AGV车

技术领域

本申请涉及AGV技术领域，特别是涉及一种舵轮控制系统、方法、装置、计算机设备和AGV车。

背景技术

长期以来，神华铁路货车和国内其他铁路货车的检修单位都是采用人工进行货车车辆标识的涂打作业。操作者通过简易的人力小车或电动小车运行到货车的特定部位，并手持漏模和喷漆枪进行标识涂打。

由于修车库工位较多，且车体被架起后高度升高很多，若通过人工喷涂，操作者在作业时需要人拉手推车，手动取放字漏，存在工作强度大且安全隐患多的问题。人工喷涂存在的种种弊端将导致其被智能喷涂机器人所取代。智能喷涂机器人系统通过AGV(Automated Guided Vehicle，自动导引运载车)车运载喷涂机器人并在车间内自动导引运行，以及通过喷涂机器人自动进行标识涂打，实现了铁路货车车辆标识的全自动涂打作业，从而可以减少操作人员的处理，降低工人劳动强度并消除安全隐患。

然而，由于铁路货车段修车间内地面环境复杂，传统技术受地形、环境因素影响较大，导致AGV车在车间内行走时容易产生倾斜、偏移等现象，无法正常行驶。

发明内容

基于此，有必要针对传统技术中存在稳定性差和可靠性低的问题，提供一种能够根据当前位置切换导航方式，以适应不同地形和环境的舵轮控制系统、方法、装置、计算机设备和AGV车。

第一方面，本申请实施例提供了一种应用于AGV的舵轮控制系统，该系统包括磁导航装置、视觉导航装置、激光导航装置、导航控制装置和舵轮驱动装置。其中，磁导航装置连接导航控制装置，用于在AGV车处于磁导航模式的情况下，对导航磁条进行识别并输出磁条识别数据；视觉导航装置连接导航控制装置，用于在AGV车处于视觉导航模式的情况下，对导航色带进行识别并输出色带识别数据；激光导航装置连接导航控制装置，用于在AGV车处于激光导航模式的情况下，通过激光对环境进行探测识别，并输出环境识别数据；导航控制装置连接舵轮驱动装置，用于根据AGV车的当前位置确定当前导航模式，并基于当前导航模式向相应的导航装置输出状态切换信号；还用于获取目标识别数据，并根据目标识别数据输出驱动控制信号；舵轮驱动装置用于根据驱动控制信号控制舵轮的运动状态。

在其中一个实施例中，导航控制装置用于选取与当前导航模式对应的目标纠偏算法处理目标识别数据，并输出驱动控制信号。

在其中一个实施例中，导航控制装置用于在确定目标识别数据为有效数据的情况下，采用目标纠偏算法处理目标识别数据，以输出驱动控制信号；还用于在确定目标识别数据为无效数据的情况下，输出减速驱动信号；舵轮驱动装置用于在接收到减速驱动信号的情况下，控制舵轮减速。

在其中一个实施例中，导航控制装置用于接收多个初始识别数据，并将各初始识别数据的中位数确认为目标识别数据；还用于计算各初始识别数据的均值，在目标识别数据与均值的误差大于误差阈值的情况下，将目标识别数据确认为无效数据，在误差小于或等于误差阈值的情况下，将目标识别数据确认为有效数据。

在其中一个实施例中，系统还包括定位装置。其中，定位装置连接导航控制装置，用于在确定当前位置为目标位置的情况下，输出模式切换信号；导航控制装置用于在接收到模式切换信号的情况下，根据模式切换信号确定当前导航模式。

在其中一个实施例中，系统还包括惯性检测装置。其中，惯性检测装置连接导航控制装置，用于获取AGV车的惯性数据；导航控制装置用于根据惯性数据和目标识别数据，输出驱动控制信号。

在其中一个实施例中，系统还包括避障装置；避障装置连接导航控制装置，用于对障碍物进行检测并输出检测数据。

在其中一个实施例中，导航控制装置在接收到遥控指令的情况下，根据遥控指令输出驱动控制信号。

第二方面，本申请实施例提供了一种AGV车，包括上述任一实施例中的舵轮控制系统。

上述舵轮控制系统和AGV车中，包括磁导航装置、视觉导航装置、激光导航装置、舵轮驱动装置和导航控制装置，导航控制装置根据当前位置，从磁导航模式、视觉导航模式和激光导航模式中确定AGV车的当前导航模式，并基于当前导航模式控制对应的导航装置进行状态切换，以关闭与当前导航模式不匹配的导航装置，并使能与当前导航模式对应的导航装置，基于对应的导航装置采集的识别数据控制舵轮的运动状态。如此，针对不同的地形和环境可分别采用不同的导航模式，并采用多种导航方式针对的对地面行走轨迹进行优化，从而可保证AGV车的正常行驶，提高了AGV车的稳定性和可靠性。

第三方面，本申请实施例提供了一种舵轮控制方法，应用于AGV车，AGV车包括磁导航装置、视觉导航装置、激光导航装置和舵轮驱动装置。该方法包括：根据AGV车的当前位置确定当前导航模式；基于当前导航模式向相应的导航装置输出状态切换信号；其中，状态切换信号用于在AGV车处于磁导航模式的情况下，指示磁导航装置对导航磁条进行识别并输出磁条识别数据；用于在AGV车处于视觉导航模式的情况下，指示视觉导航装置对导航色带进行识别并输出色带识别数据；还用于在AGV车处于激光导航模式的情况下，指示激光导航装置通过激光对环境进行探测识别，并输出环境识别数据；获取目标识别数据，并根据目标识别数据输出驱动控制信号；驱动控制信号用于指示舵轮驱动装置控制舵轮的运动状态。

在其中一个实施例中，根据目标识别数据输出驱动控制信号的步骤，包括：选取与当前导航模式对应的目标纠偏算法处理目标识别数据，并输出驱动控制信号。

在其中一个实施例中，选取与当前导航模式对应的目标纠偏算法处理目标识别数据，并输出驱动控制信号的步骤，包括：在确定目标识别数据为有效数据的情况下，采用目标纠偏算法处理目标识别数据，以输出驱动控制信号；在确定目标识别数据为无效数据的情况下，输出减速驱动信号；减速驱动信号用于指示舵轮驱动装置控制舵轮减速。

在其中一个实施例中，获取目标识别数据的步骤，包括：接收多个初始识别数据，并将各初始识别数据的中位数确认为目标识别数据；

根据目标识别数据输出驱动控制信号的步骤，还包括：计算各初始识别数据的均值；在目标识别数据与均值的误差大于误差阈值的情况下，将目标识别数据确认为无效数据；在误差小于或等于误差阈值的情况下，将目标识别数据确认为有效数据。

在其中一个实施例中，AGV车还包括定位装置，该方法还包括：在接收到模式切换信号的情况下，根据模式切换信号确定当前导航模式；模式切换信号为定位装置在确定当前位置为目标位置的情况下输出的信号。

在其中一个实施例中，AGV车还包括惯性检测装置；

根据目标识别数据输出驱动控制信号的步骤，包括：获取AGV车的惯性数据，并根据惯性数据和目标识别数据输出驱动控制信号；惯性数据为经惯性传感器检测得到的数据。

第四方面，本申请实施例提供了一种舵轮控制装置，应用于AGV车，AGV车包括磁导航装置、视觉导航装置、激光导航装置和舵轮驱动装置。该装置包括导航模式确定模块、状态切换模块和驱动模块。其中，导航模式确定模块用于根据AGV车的当前位置确定当前导航模式；状态切换模块用于根据AGV车的当前位置确定当前导航模式；其中，状态切换信号用于在AGV车处于磁导航模式的情况下，指示磁导航装置对导航磁条进行识别并输出磁条识别数据；用于在AGV车处于视觉导航模式的情况下，指示视觉导航装置对导航色带进行识别并输出色带识别数据；还用于在AGV车处于激光导航模式的情况下，指示激光导航装置通过激光对环境进行探测识别，并输出环境识别数据；驱动模块用于获取目标识别数据，并根据目标识别数据输出驱动控制信号；驱动控制信号用于指示舵轮驱动装置控制舵轮的运动状态。

第五方面，本申请实施例提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器存储有计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述任一实施例中舵轮控制方法的步骤。

第六方面，本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述任一实施例中舵轮控制方法的步骤。

上述舵轮控制方法、装置、计算机设备和可读存储介质中，根据AGV车的当前位置确定当前导航模式，并基于当前导航模式向相应的导航装置输出状态切换信号，以使AGV车在磁导航模式下可以通过磁导航装置对导航磁条进行识别并输出磁条识别数据，在视觉导航模式下可以通过视觉导航装置对导航色带进行识别并输出色带识别数据，以及在激光导航模式下可以通过激光对环境进行探测识别，并输出环境识别数据。如此，可根据当前位置从磁导航模式、视觉导航模式和激光导航模式中确定AGV车的当前导航模式，并基于当前导航模式控制对应的导航装置进行状态切换，以关闭与当前导航模式不匹配的导航装置，并使能与当前导航模式对应的导航装置，从而可针对不同的地形和环境可分别采用不同的导航模式，并采用多种导航方式针对的对地面行走轨迹进行优化，进而可保证AGV车的正常行驶，提高了AGV车的稳定性和可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为一个实施例中舵轮控制系统的第一示意性结构框图；

图2为一个实施例中舵轮控制系统的第二示意性结构框图；

图3为一个实施例中舵轮控制方法的流程示意图；

图4为一个实施例中舵轮控制装置的结构框图。

附图标记说明：

磁导航装置—110，视觉导航装置—120，激光导航装置—130，导航控制装置—140，舵轮驱动装置—150，PLC—210，前舵轮行走驱动器—212，前舵轮行走电机单元—214，后舵轮行走驱动器—216，后舵轮行走电机单元—218，前舵轮旋转驱动器—220，前舵轮旋转电机单元—222，后舵轮旋转驱动器—224，后舵轮旋转电机单元—226，前磁导航传感器—228，后磁导航传感器—230，障碍物检测单元—232，无线射频传感器—234，惯性传感器—236，色带传感器—238，激光传感器—240，触摸屏—242，地面控制系统—244，无线通信系统—246，手持式遥控器—248，导航模式确定模块—410，状态切换模块—420，驱动模块—430。

具体实施方式

为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使本申请的公开内容更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。

需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件时，它可以是直接连接到另一个元件，或者通过居中元件连接另一个元件。此外，以下实施例中的“连接”，如果被连接的对象之间具有电信号或数据的传递，则应理解为“电连接”、“通信连接”等。

在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该/其”也可以包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应当理解的是，术语“包括/包含”或“具有”等指定所陈述的特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的存在，但是不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的可能性。同时，在本说明书中使用的术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。

在一个实施例中，如图1所示，提供了一种舵轮控制系统，应用于AGV车。该系统包括磁导航装置110、视觉导航装置120、激光导航装置130、导航控制装置140和舵轮驱动装置150。磁导航装置110连接导航控制装置140，用于在AGV车处于磁导航模式的情况下，对导航磁条进行识别并输出磁条识别数据。视觉导航装置120连接导航控制装置140，用于在AGV车处于视觉导航模式的情况下，对导航色带进行识别并输出色带识别数据。激光导航装置130连接导航控制装置140，用于在AGV车处于激光导航模式的情况下，通过激光对环境进行探测识别，并输出环境识别数据。导航控制装置140连接舵轮驱动装置150，用于根据AGV车的当前位置确定当前导航模式，并基于当前导航模式向相应的导航装置输出状态切换信号；还用于获取目标识别数据，并根据目标识别数据输出驱动控制信号。舵轮驱动装置150用于根据驱动控制信号控制舵轮的运动状态。进一步地，导航控制装置140、磁导航装置110、视觉导航装置120、激光导航装置130和舵轮控制装置均可设置于AGV车上。

其中，磁导航装置110为对导航磁条进行识别检测，以使AGV车按照导航磁条设定的路径运动的装置；视觉导航装置120为对导航色带进行识别检测，以使AGV车按照导航色带设定的路径运动的装置；激光导航装置130为接收环境中物体反射的激光，并根据反射的激光确定AGV车运动路径的装置；导航控制装置140为舵轮控制系统的控制核心，用于确定AGV车所要采用的导航模式，控制磁导航装置110、视觉导航装置120和激光导航装置130的工作状态，并根据导航装置发送的识别数据，控制舵轮以控制AGV车运动路径的装置。

可以理解，磁导航装置110、视觉导航装置120和激光导航装置130可以通过任意型号的器件和任意形式的电路来实现，本申请对此不做具体限制。在其中一个实施例中，磁导航装置110可以包括设置于AGV车前部的前磁导航传感器和设置于AGV车后部的后磁导航传感器，前磁导航传感器和后磁导航传感器均通过CAN总线连接导航控制装置140。在另一个实施例中，视觉导航装置120可以包括色带传感器，色带传感器可通过CAN总线连接导航控制装置140。在再一个实施例中，激光导航装置130可以包括激光传感器，激光传感器通过RS485连接导航控制装置140。

导航控制装置140作为舵轮控制系统的核心，可以采用具备数据处理功能的器件来实现。在其中一个实施例中，导航控制装置140可采用PLC(Programmable LogicController，可编程逻辑控制器)进行实现，如此舵轮控制系统具备较强的可扩展性，后期可通过不断提升PLC的性能从而提高AGV的自动化水平以及铁路货车检修整体自动化水平。

舵轮驱动装置150可以通过电机驱动电路和电机来实现，通过将行走电机单元和旋转电机单元通过对应的驱动器直接连接导航控制装置140，缩短了通信时间，从而可大大提升舵轮的相应时间。在其中一个实施例中，舵轮驱动装置150可以包括前舵轮行走驱动器、前舵轮行走电机单元、后舵轮行走驱动器、后舵轮行走电机单元、前舵轮旋转驱动器、前舵轮旋转电机单元、后舵轮旋转驱动器和后舵轮旋转电机单元。其中，各行走驱动器和各旋转驱动器均可通过CAN总线连接导航控制装置140，各电机单元与各驱动器通过电气回路分别一一对应连接。行走电机单元可包括行走电机和行走电机编码器，旋转电机单元可包括旋转电机、限位开关和旋转电机编码器。

具体而言，导航控制装置140车可根据AGV车的当前位置确定AGV所处的地形和环境，并根据当前位置确定当前导航模式，使得当前导航模式能够随地形和环境进行调整，并选用与当前地形和环境匹配度最高的导航模式。例如，在成品车间内，由于该车间为无人区，因此可选用激光导航模式进行导航；在半成品车间内，由于该车间地面相对整洁且有少数人员作业，因此可选用视觉导航模式；在加工车间内，由于该车间环境脏乱且人员流动量大，因此可选用磁导航模式进行导航。

在确定当前导航模式的情况下，导航控制装置140可根据当前导航模式向相应的导航装置输出状态切换信号，其中状态切换信号可用于使能与当前导航模式匹配的导航装置，和/或关闭与当前导航装置不匹配的导航装置。匹配于当前导航模式的导航装置被使能后，获取对应的识别数据并将该识别数据输出至导航控制装置140。导航控制装置140接收识别数据并获取目标识别数据，并根据目标识别数据输出驱动控制信号，以使舵轮驱动装置150控制舵轮的运动状态，实现AGV车运动路径或运动状态的调整。其中目标识别数据可以为接收到的识别数据，或者对识别数据进行处理后的结果，舵轮的运动状态包括但不局限于舵轮的行走速度和角度等。

若当前当行模式为磁导航模式，则可将状态切换信号输出至磁导航装置110，以使能磁导航装置110，进一步地，导航控制装置140还可向视觉导航装置120和/或激光导航装置130输出状态切换信号，以关闭该导航装置。磁导航装置110对导航磁条进行识别并输出磁条识别数据，导航控制装置140根据各磁条识别数据获取目标识别数据，并根据目标识别数据生成驱动控制信号，以通过舵轮驱动装置150调整舵轮的运动状态，使得AGV车可沿导航磁条设定的路径进行运动。若当前导航模式为视觉导航模式，则导航控制装置140可通过状态切换信号使能视觉导航装置120，视觉导航装置120对导航色带进行识别并输出色带识别数据。若当前导航模式为激光导航模式，则导航控制装置140可通过状态切换信号使能激光导航装置130，激光导航装置130可通过激光对环境进行识别探测，并输出环境识别数据。导航控制装置140处理色带识别数据和环境识别数据的过程，以及输出驱动控制信号的过程均可参照前述磁导航模式的示例，本申请对此不再赘述。

如此，导航控制装置140可通过采用离散控制理论，针对不同地形、环境分别采用不同的导航模式，从而可实现独立于各种导航模式的舵轮控制系统，使得AGV车在不同的导航模式下能够随意切换，并能针对性地对舵轮采取有效的控制，进而可快速适应不同的作业环境并有针对性的优化运动轨迹，提高AGV车的工作效率。

上述舵轮控制系统和AGV车中，包括磁导航装置110、视觉导航装置120、激光导航装置130、舵轮驱动装置150和导航控制装置140，导航控制装置140根据当前位置，从磁导航模式、视觉导航模式和激光导航模式中确定AGV车的当前导航模式，并基于当前导航模式控制对应的导航装置进行状态切换，以关闭与当前导航模式不匹配的导航装置，并使能与当前导航模式对应的导航装置，基于对应的导航装置采集的识别数据控制舵轮的运动状态。如此，针对不同的地形和环境可分别采用不同的导航模式，并采用多种导航方式针对的对地面行走轨迹进行优化，从而可保证AGV车的正常行驶，提高了AGV车的稳定性和可靠性。

在一个实施例中，导航控制装置140用于选取与当前导航模式对应的目标纠偏算法处理目标识别数据，以输出驱动控制信号。具体而言，不同的导航模式可对应有不同的纠偏算法。在磁导航模式下，目标纠偏算法用于修正前后舵轮与导航磁条间的距离偏差；在视觉导航模式下，目标纠偏算法用于修正AGV车体与导航色带之间的角度偏差和最短距离偏差；在激光导航模式下，目标纠偏算法可用于通过路径建模实时计算出最佳的运动路径。

在其中一个实施例中，可预先通过反光板设置AGV车的运动路径，当处于激光导航模式时，目标纠偏算法用于修正车体与导航反光板的角度偏差和最短距离偏差，如此通过预先通过导航词条、导航色带和导航反光板设置AGV车在各导航模式下的运动路径，从而可降低导航控制装置140的数据处理量并提高工作效率，同时还可提高AGV车的可靠性，提高AGV车到达目标地点的概率。

本实施例中，导航控制装置140采用离散控制理论，针对不同地形和环境分别采用不用的导航模式和纠偏算法，从而可快速有效地修正AGV车的运动轨迹。

在一个实施例中，导航控制装置140用于在处理目标识别数据之前，对目标识别数据的有效性进行校验。当确定目标识别数据为有效数据时，采用与当前导航模式对应的目标纠偏算法来处理该目标识别数据，以输出相应的驱动控制信号，使得AGV车沿预设路径进行运动。当确定目标识别数据为无效数据时，输出减速驱动信号。舵轮驱动装置150在接收到减速驱动信号的情况下，控制舵轮减速，以降低AGV车的运动速度。在其中一个实施例中，舵轮驱动装置150在接收到减速驱动信号时，不自动调整舵轮，并减速运行直至停车，若在减速过程中导航控制装置140获取到有效的目标识别数据，则舵轮驱动装置150可回复正常速度并自动调整舵轮。如此，可降低干扰数据的影响，使得AGV车可沿设定路径运动，提高了AGV车运动的可靠性。

在一个实施例中，导航控制装置140用于接收相应的导航装置输出的多个初始识别数据，该初始识别数据可以为磁条识别数据、色带识别数据或环境识别数据。导航控制装置140将各初始识别数据的中位数确认为目标识别数据，并计算各初始识别数据的均值。通过对目标识别数据与均值之间的误差进行比较，从而可根据比较结果确认该目标识别数据是否为有效数据。当误差小于或等于误差阈值时，该目标识别数据为有效数据；当误差大于误差阈值时，该目标识别数据为无效数据，进一步地，当导航装置报错时，该目标识别数据也为无效数据。

本实施例中，通过导航控制装置140筛选出有效数据，从而可大大减少系统的误判率。

在一个实施例中，舵轮控制系统还可包括连接导航控制装置140的定位装置，在其中一个实施例中，定位装置可以包括通过RS485连接导航控制装置140的无线射频传感器。定位装置用于确定当前位置是否为目标位置，若当前位置为目标位置，即确定当前位置为进行导航模式切换的位置时，输出模式切换信号。导航控制装置140在接收到模式切换信号的情况下，根据模式切换信号将AGV车的当前导航模式调整至与当前地形、环境匹配的导航模式。如此，可降低导航控制装置140的数据处理量，从而提高AGV车的工作效率。

在一个实施例中，由于AGV车在速度变化过快时稳定性会下降，速度变化过慢时运动轨迹可能会发生偏离，为平衡AGV车的最大速度和加减速时间，确保AGV车的稳定性，舵轮控制系统还可包括惯性检测装置。惯性检测装置连接导航控制装置140，用于获取AGV车的惯性数据，并将惯性数据输出至导航控制装置140。导航控制装置140用于根据惯性数据和目标识别数据，输出驱动控制信号，以通过AGV车的惯性运动和加减速运动保持运动轨迹，并提高AGV车的稳定性。同时，在纠偏过程中，当存在距离较近、AGV速度过快等情况时，纠偏响应可能存在不及时的问题，此时可通过AGV减速与纠偏相结合完成AGV轨迹的调整，提高AGV车的可靠性和稳定性。

在其中一个实施例中，惯性检测装置可包括惯性传感器，惯性传感器通过CAN总线连接导航控制装置140。

在一个实施例中，舵轮控制系统还包括避障装置，避障装置连接导航控制装置140，用于对AGV车周围的障碍物进行检测，导航控制装置140可根据避障装置的检测结果输出对应的驱动控制信号，以通过舵轮驱动装置150控制舵轮的运行，避免AGV车与障碍物发生碰撞，从而可提高AGV车的安全性和可靠性。在其中一个实施例中，避障装置可包括障碍物检测单元，该障碍物检测单元通过RS485连接导航控制装置140。

在一个实施例中，导航控制装置140在接收到遥控指令的情况下，可根据遥控指令输出对应的驱动控制信号，以使AGV车的运动轨迹与遥控指令相匹配。

为便于理解本申请的方案，下面通过一个具体的示例进行说明。如图2所示，提供了一种舵轮控制系统，包括PLC210、前舵轮行走驱动器212、前舵轮行走电机单元214、后舵轮行走驱动器216、后舵轮行走电机单元218、前舵轮旋转驱动器220、前舵轮旋转电机单元222、后舵轮旋转驱动器224、后舵轮旋转电机单元226、前磁导航传感器228、后磁导航传感器230、障碍物检测单元232、无线射频传感器234、惯性传感器236、色带传感器238、激光传感器240、触摸屏242、地面控制系统244、无线通信系统246和手持式遥控器248。各器件间的连接关系可如图2所示。

在舵轮控制系统上电后，AGV车舵轮自动找零，找零完成后舵轮回到零点位，等待系统调度。当采用手持式遥控器248进行控制时，PLC210接收遥控器发送的遥控指令，并根据遥控指令控制舵轮前进、后退以及旋转等。当响应于地面控制系统244时，PLC210可通过无线射频传感器234定位，在预设位置对当前导航模式进行切换，以实现无扰切换并提高可靠性。PLC210根据预先设置的不同导航模式、运动路径等自动调整前、后舵轮的角度和速度，完成AGV车的行走任务。

具体而言，磁导航传感器用于检测前、后磁导航位置的偏差；色带传感器238和惯性传感器236用于感知传感器的角度及位置偏差；激光传感器240用于扫描AGV车周边大量的实时数据计算最佳的运动轨迹。各传感器获取到的数据汇总到PLC210中，PLC210对接收到的数据进行筛选并汇总成一套完整的导航信息，通过其强大的计算能力分解得到单个舵轮的控制任务，从而可实时操控舵轮。同时，PLC210可实时掌握舵轮的行走速度和角度，有利于建立清晰、完整的坐标体系和运动轨迹，从而可提升AGV车的给我内精度和响应速度。

当只需要其中一种或任意组合的导航模式时，可通过屏蔽功能来实现，当更佳的导航模式出现时，舵轮控制系统也能兼容扩展。

在一个实施例中，提供了一种AGV车，包括上述任一实施例中的舵轮控制系统。

在一个实施例中，如图3所示，提供了一种舵轮控制方法，应用于AGV车，AGV车包括磁导航装置、视觉导航装置、激光导航装置和舵轮驱动装置。舵轮控制方法包括：

步骤S310，根据AGV车的当前位置确定当前导航模式；

步骤S320，基于当前导航模式向相应的导航装置输出状态切换信号；其中，状态切换信号用于在AGV车处于磁导航模式的情况下，指示磁导航装置对导航磁条进行识别并输出磁条识别数据；用于在AGV车处于视觉导航模式的情况下，指示视觉导航装置对导航色带进行识别并输出色带识别数据；还用于在AGV车处于激光导航模式的情况下，指示激光导航装置通过激光对环境进行探测识别，并输出环境识别数据；

步骤S330，获取目标识别数据，并根据目标识别数据输出驱动控制信号；驱动控制信号用于指示舵轮驱动装置控制舵轮的运动状态。

具体而言，可根据AGV车的当前位置确定AGV所处的地形和环境，并根据当前位置确定当前导航模式，使得当前导航模式能够随地形和环境进行调整，并选用与当前地形和环境匹配度最高的导航模式。

在确定当前导航模式的情况下，根据当前导航模式向相应的导航装置输出状态切换信号，其中状态切换信号可用于使能与当前导航模式匹配的导航装置，和/或关闭与当前导航装置不匹配的导航装置。匹配于当前导航模式的导航装置被使能后，可通过该导航装置获取目标识别数据，并根据目标识别数据输出驱动控制信号，以使舵轮驱动装置控制舵轮的运动状态，实现AGV车运动路径或运动状态的调整。其中目标识别数据可以为导航装置直接采集得到的识别数据，或者对识别数据进行处理后的结果，舵轮的运动状态包括但不局限于舵轮的行走速度和角度等。

若当前当行模式为磁导航模式，则状态切换信号可用于使能磁导航装置，进一步地，状态切换信号还可用于关闭视觉导航装置和/或激光导航装置。使能磁导航装置后，磁导航装置可对导航磁条进行识别并输出磁条识别数据，如此可根据各磁条识别数据获取目标识别数据，并根据目标识别数据生成驱动控制信号，以通过舵轮驱动装置调整舵轮的运动状态，使得AGV车可沿导航磁条设定的路径进行运动。若当前导航模式为视觉导航模式，则状态切换信号可用于使能视觉导航装置，此时，视觉导航装置对导航色带进行识别并输出色带识别数据。若当前导航模式为激光导航模式，则状态切换信号可用于使能激光导航装置，此时激光导航装置可通过激光对环境进行识别探测，并输出环境识别数据。进一步地，处理色带识别数据和环境识别数据的过程，以及输出驱动控制信号的过程均可参照前述磁导航模式的示例，本申请对此不再赘述。

如此，通过采用离散控制理论，针对不同地形、环境分别采用不同的导航模式，从而可实现独立于各种导航模式的舵轮控制系统，使得AGV车在不同的导航模式下能够随意切换，并能针对性地对舵轮采取有效的控制，进而可快速适应不同的作业环境并有针对性的优化运动轨迹，提高AGV车的工作效率。

上述舵轮控制方法中，根据AGV车的当前位置确定当前导航模式，并基于当前导航模式向相应的导航装置输出状态切换信号，以使AGV车在磁导航模式下可以通过磁导航装置对导航磁条进行识别并输出磁条识别数据，在视觉导航模式下可以通过视觉导航装置对导航色带进行识别并输出色带识别数据，以及在激光导航模式下可以通过激光对环境进行探测识别，并输出环境识别数据。如此，可根据当前位置从磁导航模式、视觉导航模式和激光导航模式中确定AGV车的当前导航模式，并基于当前导航模式控制对应的导航装置进行状态切换，以关闭与当前导航模式不匹配的导航装置，并使能与当前导航模式对应的导航装置，从而可针对不同的地形和环境可分别采用不同的导航模式，并采用多种导航方式针对的对地面行走轨迹进行优化，进而可保证AGV车的正常行驶，提高了AGV车的稳定性和可靠性。

在一个实施例中，根据目标识别数据输出驱动控制信号的步骤，包括：选取与当前导航模式对应的目标纠偏算法处理目标识别数据，并输出驱动控制信号。具体而言，不同的导航模式可对应有不同的纠偏算法。在磁导航模式下，目标纠偏算法用于修正前后舵轮与导航磁条间的距离偏差；在视觉导航模式下，目标纠偏算法用于修正AGV车体与导航色带之间的角度偏差和最短距离偏差；在激光导航模式下，目标纠偏算法可用于通过路径建模实时计算出最佳的运动路径。

本实施例中，通过采用离散控制理论，针对不同地形和环境分别采用不用的导航模式和纠偏算法，从而可快速有效地修正AGV车的运动轨迹。

在一个实施例中，选取与当前导航模式对应的目标纠偏算法处理目标识别数据，并输出驱动控制信号的步骤，包括：

在确定目标识别数据为有效数据的情况下，采用目标纠偏算法处理目标识别数据，以输出驱动控制信号；在确定目标识别数据为无效数据的情况下，输出减速驱动信号；减速驱动信号用于指示舵轮驱动装置控制舵轮减速。

具体而言，在处理目标识别数据之前，可对目标识别数据的有效性进行校验。当确定目标识别数据为有效数据时，采用与当前导航模式对应的目标纠偏算法来处理该目标识别数据，以输出相应的驱动控制信号，使得AGV车沿预设路径进行运动。当确定目标识别数据为无效数据时，输出减速驱动信号，以通过舵轮驱动装置控制舵轮减速，并降低AGV车的运动速度。如此，可降低干扰数据的影响，使得AGV车可沿设定路径运动，提高了AGV车运动的可靠性。

在一个实施例中，获取目标识别数据的步骤，包括：接收多个初始识别数据，并将各初始识别数据的中位数确认为目标识别数据；

根据目标识别数据输出驱动控制信号的步骤，还包括：计算各初始识别数据的均值；在目标识别数据与均值的误差大于误差阈值的情况下，将目标识别数据确认为无效数据；在误差小于或等于误差阈值的情况下，将目标识别数据确认为有效数据。

具体而言，接收相应的导航装置输出的多个初始识别数据，该初始识别数据可以为磁条识别数据、色带识别数据或环境识别数据。导航控制装置将各初始识别数据的中位数确认为目标识别数据，并计算各初始识别数据的均值。通过比较目标识别数据与均值之间的误差，从而可根据比较结果确认该目标识别数据是否为有效数据。当误差小于或等于误差阈值时，该目标识别数据为有效数据；当误差大于误差阈值时，该目标识别数据为无效数据，进一步地，当导航装置报错时，该目标识别数据也为无效数据。

本实施例中，通过对识别数据进行筛选，从而可大大减少系统的误判率。

在一个实施例中，AGV车还包括定位装置。根据AGV车的当前位置确定当前导航模式的步骤，包括：在接收到模式切换信号的情况下，根据模式切换信号确定当前导航模式；模式切换信号为定位装置在确定当前位置为目标位置的情况下输出的信号。如此，可降低导航控制装置的数据处理量，从而提高AGV车的工作效率。

在一个实施例中，AGV车还包括惯性检测装置。根据目标识别数据输出驱动控制信号的步骤，包括：获取AGV车的惯性数据，并根据惯性数据和目标识别数据输出驱动控制信号；惯性数据为经惯性传感器检测得到的数据。

具体而言，由于AGV车在速度变化过快时稳定性会下降，速度变化过慢时运动轨迹可能会发生偏离，为平衡AGV车的最大速度和加减速时间，确保AGV车的稳定性，可获取AGV车的惯性数据，并根据惯性数据和目标识别数据，输出驱动控制信号，以通过AGV车的惯性运动和加减速运动保持运动轨迹，提高AGV车的稳定性。同时，在纠偏过程中，当存在距离较近、AGV速度过快等情况时，纠偏响应可能存在不及时的问题，此时可通过AGV减速与纠偏相结合完成AGV轨迹的调整，提高AGV车的可靠性和稳定性。

应该理解的是，虽然图3的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图3中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

在一个实施例中，如图4所示，提供了一种舵轮控制装置，应用于AGV车，AGV车包括磁导航装置、视觉导航装置、激光导航装置和舵轮驱动装置。该装置包括导航模式确定模块410、状态切换模块420和驱动模块430，其中：

导航模式确定模块410，用于根据AGV车的当前位置确定当前导航模式；

状态切换模块420，用于根据AGV车的当前位置确定当前导航模式；其中，状态切换信号用于在AGV车处于磁导航模式的情况下，指示磁导航装置对导航磁条进行识别并输出磁条识别数据；用于在AGV车处于视觉导航模式的情况下，指示视觉导航装置对导航色带进行识别并输出色带识别数据；还用于在AGV车处于激光导航模式的情况下，指示激光导航装置通过激光对环境进行探测识别，并输出环境识别数据；

驱动模块430，用于获取目标识别数据，并根据目标识别数据输出驱动控制信号；驱动控制信号用于指示舵轮驱动装置控制舵轮的运动状态。

在一个实施例中，驱动模块430包括包括驱动控制信号输出单元。驱动控制信号输出单元用于选取与当前导航模式对应的目标纠偏算法处理目标识别数据，并输出驱动控制信号。

在一个实施例中，驱动控制信号输出单元包括第一信号输出单元和第二信号输出单元。其中，第一信号输出单元用于在确定目标识别数据为有效数据的情况下，采用目标纠偏算法处理目标识别数据，以输出驱动控制信号。第二信号输出单元用于在确定目标识别数据为无效数据的情况下，输出减速驱动信号；减速驱动信号用于指示舵轮驱动装置控制舵轮减速。

在一个实施例中，驱动模块430包括目标识别数据获取单元和有效数据确定单元。其中，目标识别数据获取单元用于接收多个初始识别数据，并将各初始识别数据的中位数确认为目标识别数据。有效数据确定单元用于计算各初始识别数据的均值；还用于在目标识别数据与均值的误差大于误差阈值的情况下，将目标识别数据确认为无效数据，以及在误差小于或等于误差阈值的情况下，将目标识别数据确认为有效数据。

在一个实施例中，AGV车还包括定位装置，导航模式确定模块410包括模式切换单元，模式切换单元用于在接收到模式切换信号的情况下，根据模式切换信号确定当前导航模式；模式切换信号为定位装置在确定当前位置为目标位置的情况下输出的信号。

在一个实施例中，AGV车还包括惯性检测装置。驱动模块430还用于获取AGV车的惯性数据，并根据惯性数据和目标识别数据输出驱动控制信号；惯性数据为经惯性传感器检测得到的数据。

关于舵轮控制装置的具体限定可以参见上文中对于舵轮控制方法的限定，在此不再赘述。上述舵轮控制装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。需要说明的是，本申请实施例中对模块的划分是示意性的，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式。

在一个实施例中，还提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现上述各方法实施例中的步骤。

在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述各方法实施例中的步骤。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器(Read-OnlyMemory，ROM)、磁带、软盘、闪存或光存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)或外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM可以是多种形式，比如静态随机存取存储器(Static Random Access Memory，SRAM)或动态随机存取存储器(Dynamic Random Access Memory，DRAM)等。

在本说明书的描述中，参考术语“有些实施例”、“其他实施例”、“理想实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特征包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性描述不一定指的是相同的实施例或示例。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。