泊车机器人完成智能车库泊车任务时主要包括:全向运动控制、视觉巡线导航、二维码定位、前机器人启动前自检操作等任务。运动控制算法对于泊车机器人性能有着决定性影响,依据泊车机器人的机械结构特点以及室内停车场的具体应用场景进行控制算法设计。
PID算法概述
泊车机器人全向运动过程中驱动轮组偏转角度作为基础的运动控制指标,角度传感器实时检测当前轮组角度信息与轮组期望角度比较后得到轮组角度偏差,通过PID角度控制器对偏差角度进行校正;视觉巡线导航过程中驱动视觉传感器捕获信号线图像信息进行图像处理后得到机器人相对于信号线的位姿信息,与期望角度和横移距离比较后通过角度PID控制器进行校正调节使得泊车机器人沿着信号线稳定直行。控制系统输入值r(t)与反馈环节传感器采集的上一时刻实际输出值y(t)比较后的差值作为当前时刻的系统偏差,通过PID角度控制器对偏差校正后作用于被控对象实现系统调节,PID闭环控制系统的基本原理如图4所示:
PID控制器由比例、微分、积分单元组成,通过整定PID参数使得控制系统能够稳定、快速、准确的响应。比例环节对系统产生的偏差进行调节,比例系数越大系统调节作用越强,由于系统稳态误差的存在会导致系统振荡现象产生;积分环节通过对误差进行累计运算进而消除系统静态误差,会造成系统响应速度降低和超调量增加的情况;微分环节根据偏差的变化趋势进行控制,使得系统超调量减小以及振荡现象消失,缩短系统调节过程使得系统趋于稳定,PID控制系统的一般控制规律: