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基于转向角变换的智能转运叉车运动规划研究

作者：霍旭坤,马晓录,刘艳,等日期：2021-11-23/span> 浏览：1114 查看PDF文档

基于转向角变换的智能转运叉车运动规划研究*

霍旭坤1,马晓录1*,刘艳2,吴立辉1

(1.河南工业大学机电工程学院,河南郑州 450001;2.湖南迎春思博瑞智能装备有限公司,湖南宁乡 410006)

摘要:针对智能转运叉车在无人装车作业时的姿态调整问题,对其行驶过程的运动规划问题进行了研究。首先,研究了普通叉车装车作业时的运行轨迹特征,并结合叉车进行了运动学分析;在满足初始状态约束、目标状态约束、曲率连续有界约束、转向速度有界、转向加速度有界以及侧滑约束状态下,建立了基于转向角变换的9种运行状态组成的运动控制模型;然后,在该模型中输入了目标相对叉车位姿,运行、计算出了控制参数，并生成了最优运行轨迹与航向规划策略;最后,在MATLAB环境中输入目标位姿参数,生成了可行运动轨迹,揭示了叉车位姿对应的转向角、航向角、坐标偏移量变化与对应的运行轨迹的关系。仿真及研究结果表明:所建立的模型在前向位移5m~8m、侧向位移±2m、航向角±10°范围内,能快速生成运动规划控制参数,平均运行时间约为0.0123s;该模型可以改进以往的路径规划算法,省去以往需通过优化路径曲线光滑度来实现最优路径规划的过程,减少叉车运行控制计算量,使运行时间减少约59%。

关键词:智能转运叉车;转向角变换;MATLAB;运动规划算法

中图分类号:TH242;TP24文献标识码:A文章编号:1001-4551(2021)09-1212-09

霍旭坤,马晓录,刘艳,等.基于转向角变换的智能转运叉车运动规划研究［J］.机电工程,2021,38(9):1212-1220.