慣性輪控制方法及裝置制造方法及圖紙

本發明專利技術實施例提供一種慣性輪控制方法及裝置，應用于包括慣性輪的自行車機器人。所述控制方法包括：對自行車機器人的傾斜角度進行采集，得到自行車機器人的傾斜角度值；對慣性輪的轉動速度進行采集，得到慣性輪的轉動速度值，并根據轉動速度值得到自行車機器人的平衡角度值；將傾斜角度值與平衡角度值進行比較；當傾斜角度值不同于平衡角度值時，根據傾斜角度值及平衡角度值，得到與傾斜角度值對應的慣性輪的旋轉加速度，并控制慣性輪按照旋轉加速度進行轉動，以使自行車機器人保持平衡。所述慣性輪控制方法及裝置能夠對慣性輪的轉速進行控制，能夠使自行車機器人更為持久地保持平衡，避免造成嚴重損失。

Inertia wheel control method and device

The embodiment of the invention provides a inertia wheel control method and a device, and is applied to a bicycle robot including an inertial wheel. The control method includes: the tilt angle of the bicycle robot was collected to get the tilt angle of bicycle robot; to collect the rotational speed of the inertia wheel, rotating speed of the inertia wheel is obtained, and according to the rotation speed to balance angle of bicycle robot; the tilt angle value is compared with the value of the angle of balance when the tilt angle is different from the value; equilibrium point value, according to the tilt angle value and balance angle value, and tilt angle value corresponding to the inertia wheel rotational acceleration, and control the inertia wheel rotation according to rotation acceleration, to keep bicycle balance. The inertia wheel control method and device can control the speed of the inertia wheel, and can make the bicycle robot balance more effectively and avoid serious losses.

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及自行車機器人控制
，具體而言，涉及一種慣性輪控制方法及裝置。
技術介紹
隨著科學技術的不斷發展，智能車控制技術的應用愈發廣泛。然而就智能車控制技術本身而言，尚且存在著很多技術問題需要解決。以自行車機器人為例，如何實現自行車機器人的自平衡控制便是一個極為重要的問題。目前而言，現有技術中一般是通過PID控制算法控制自行車機器人上的慣性輪做加速或減速旋轉運動的方式，使自行車機器人在發生傾斜時能夠實現自平衡控制。但是這種方式并未考慮到慣性輪的轉速存在極限，且自行車機器人本身的電能也無法支撐慣性輪能夠一直加速旋轉，因此，當慣性輪的轉速過高時，自行車機器人將會因慣性輪不能更進一步地加速轉動而失去平衡，從而極有可能損壞自行車機器人，造成嚴重損失。因此，如何提供一種可對自行車機器人的慣性輪的轉速進行控制，能夠使自行車機器人更為持久地保持平衡，避免造成嚴重損失的慣性輪控制方法，對本領域技術人員而言，是急需解決的技術問題。
技術實現思路
為了克服現有技術中的上述不足，本專利技術的目的在于提供一種慣性輪控制方法及裝置。所述慣性輪控制方法及裝置能夠對慣性輪的轉速進行控制，能夠使自行車機器人更為持久地保持平衡，避免造成嚴重損失。就慣性輪控制方法而言，本專利技術較佳的實施例提供一種慣性輪控制方法，所述慣性輪控制方法應用于包括慣性輪的自行車機器人。所述控制方法包括：對自行車機器人的傾斜角度進行采集，得到所述自行車機器人的傾斜角度值；對慣性輪的轉動速度進行采集，得到所述慣性輪的轉動速度值，并根據所述轉動速度值得到所述自行車機器人的平衡角度值；將所述傾斜角度值與所述平衡角度值進行比較；當所述傾斜角度值不同于所述平衡角度值時，根據所述傾斜角度值及平衡角度值，得到與所述傾斜角度值對應的所述慣性輪的旋轉加速度，并控制所述慣性輪按照所述旋轉加速度進行轉動，以使所述自行車機器人保持平衡。就慣性輪控制裝置而言，本專利技術較佳的實施例提供一種慣性輪控制裝置，所述慣性輪控制裝置應用于包括慣性輪的自行車機器人。所述控制裝置包括：傾斜角度采集模塊，用于對自行車機器人的傾斜角度進行采集，得到所述自行車機器人的傾斜角度值；平衡角度獲取模塊，用于對慣性輪的轉動速度進行采集，得到所述慣性輪的轉動速度值，并根據所述轉動速度值得到所述自行車機器人的平衡角度值；角度比較模塊，用于將所述傾斜角度值與所述平衡角度值進行比較；慣性輪控制模塊，用于當所述傾斜角度值不同于所述平衡角度值時，根據所述傾斜角度值及平衡角度值，得到與所述傾斜角度值對應的所述慣性輪的旋轉加速度，并控制所述慣性輪按照所述旋轉加速度進行轉動，以使所述自行車機器人保持平衡。相對于現有技術而言，本專利技術較佳的實施例提供的慣性輪控制方法及裝置具有以下有益效果：所述慣性輪控制方法及裝置能夠對慣性輪的轉速進行控制，能夠使自行車機器人更為持久地保持平衡，避免造成嚴重損失。具體地，所述慣性輪控制方法根據采集到的自行車機器人的傾斜角度值及通過采集到的慣性輪的轉動速度值而得到的自行車機器人的平衡角度值，得到與所述傾斜角度值對應的慣性輪的旋轉加速度，并控制所述慣性輪按照所述旋轉加速度進行轉動，從而實現對所述慣性輪的轉速的控制，使所述自行車機器人能夠更為持久地保持平衡，避免造成嚴重損失。為使本專利技術的上述目的、特征和優點能更明顯易懂，下文特舉本專利技術較佳實施例，并配合所附附圖，作詳細說明如下。附圖說明為了更清楚地說明本專利技術實施例的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，應當理解，以下附圖僅示出了本專利技術的某些實施例，因此不應被看作是對范圍的限定，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他相關的附圖。圖1為本專利技術較佳的實施例提供的自行車機器人的一種結構示意圖。圖2為本專利技術較佳的實施例提供的圖1所示的自行車機器人的一種方框示意圖。圖3為本專利技術較佳的實施例提供的慣性輪控制方法的一種流程示意圖。圖4為圖3中步驟S210包括的子步驟的流程示意圖。圖5為圖3中步驟S220包括的子步驟的流程示意圖。圖6為圖3中步驟S240包括的子步驟的流程示意圖。圖7為本專利技術較佳的實施例提供的圖2中所示的慣性輪控制裝置的一種方框示意圖。圖8為本專利技術較佳的實施例提供的圖2中所示的慣性輪控制裝置的另一種方框示意圖。圖標：10-自行車機器人；11-車體；12-慣性輪；13-存儲器；14-處理器；100-慣性輪控制裝置；110-傾斜角度采集模塊；120-平衡角度獲取模塊；130-角度比較模塊；140-慣性輪控制模塊；111-偏轉角度采集子模塊；112-角速度采集子模塊；113-傾斜角度計算子模塊。具體實施方式為使本專利技術實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本專利技術實施例中的附圖，對本專利技術實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本專利技術一部分實施例，而不是全部的實施例。通常在此處附圖中描述和示出的本專利技術實施例的組件可以以各種不同的配置來布置和設計。因此，以下對在附圖中提供的本專利技術的實施例的詳細描述并非旨在限制要求保護的本專利技術的范圍，而是僅僅表示本專利技術的選定實施例。基于本專利技術中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本專利技術保護的范圍。應注意到：相似的標號和字母在下面的附圖中表示類似項，因此，一旦某一項在一個附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對其進行進一步定義和解釋。在本專利技術的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規定和限定，術語“設置”、“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對于本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本專利技術中的具體含義。在本專利技術的描述中，還需要說明的是，術語“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，或者是該專利技術產品使用時慣常擺放的方位或位置關系，僅是為了便于描述本專利技術和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本專利技術的限制。此外，術語“水平”、“豎直”、“懸垂”等術語并不表示要求部件絕對水平或懸垂，而是可以稍微傾斜。如“水平”僅僅是指其方向相對“豎直”而言更加水平，并不是表示該結構一定要完全水平，而是可以稍微傾斜。如何提供一種可對自行車機器人的慣性輪的轉速進行控制，能夠使自行車機器人更為持久地保持平衡，避免造成嚴重損失的慣性輪控制方法及裝置，對本領域技術人員而言，是急需解決的技術問題。下面結合附圖，對本專利技術的一些實施方式作詳細說明。在不沖突的情況下，下述的實施例及實施例中的特征可以相互組合。請參照圖1，是本專利技術較佳的實施例提供的自行車機器人10的一種結構示意圖。在本專利技術實施例中，所述自行車機器人10包括車體11及慣性輪12。所述慣性輪12設置在所述車體11上，以在所述車體11傾斜時轉動，使所述車體11重新保持平衡，實現自行車機器人10的自平衡控制。請參照圖2，是本專利技術較佳的實施例提供的自行車機器人10的本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種慣性輪控制方法，應用于包括慣性輪的自行車機器人，其特征在于，所述控制方法包括：對自行車機器人的傾斜角度進行采集，得到所述自行車機器人的傾斜角度值；對慣性輪的轉動速度進行采集，得到所述慣性輪的轉動速度值，并根據所述轉動速度值得到所述自行車機器人的平衡角度值；將所述傾斜角度值與所述平衡角度值進行比較；當所述傾斜角度值不同于所述平衡角度值時，根據所述傾斜角度值及平衡角度值，得到與所述傾斜角度值對應的所述慣性輪的旋轉加速度，并控制所述慣性輪按照所述旋轉加速度進行轉動，以使所述自行車機器人保持平衡。

【技術特征摘要】
1.一種慣性輪控制方法，應用于包括慣性輪的自行車機器人，其特征在于，所述控制方法包括：對自行車機器人的傾斜角度進行采集，得到所述自行車機器人的傾斜角度值；對慣性輪的轉動速度進行采集，得到所述慣性輪的轉動速度值，并根據所述轉動速度值得到所述自行車機器人的平衡角度值；將所述傾斜角度值與所述平衡角度值進行比較；當所述傾斜角度值不同于所述平衡角度值時，根據所述傾斜角度值及平衡角度值，得到與所述傾斜角度值對應的所述慣性輪的旋轉加速度，并控制所述慣性輪按照所述旋轉加速度進行轉動，以使所述自行車機器人保持平衡。2.根據權利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述根據所述轉動速度值得到所述自行車機器人的平衡角度值的步驟包括：按照所述自行車機器人的比例系數對所述轉動速度值進行角度值的運算，得到相應的角度值；將與所述轉動速度值的方向極性相反的方向極性作為所述角度值的方向極性，得到對應的平衡角度值。3.根據權利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述對自行車機器人的傾斜角度進行采集，得到所述自行車機器人的傾斜角度值的步驟包括：對自行車機器人的偏轉角度進行采集，得到所述自行車機器人的偏轉角度；對自行車機器人的角速度進行采集，得到所述自行車機器人的角速度；對所述角速度進行積分運算得到與所述角速度對應的角度值，并根據所述偏轉角度對與所述角速度對應的角度值進行校正，得到所述自行車機器人的傾斜角度值。4.根據權利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述根據所述傾斜角度值及平衡角度值，得到與所述傾斜角度值對應的所述慣性輪的旋轉加速度的步驟包括：將所述平衡角度值與所述傾斜角度值進行相減運算，得到相應的角度偏差；對所述角度偏差進行數據處理，得到對應的慣性輪的旋轉加速度。5.根據權利要求4所述的控制方法，其特征在于，所述對所述角度偏差進行數據處理，得到對應的慣性輪的旋轉加速度的步驟包括：對所述角度偏差進行比例運算，得到所述旋轉加速度中的回復加速度分量，其中，所述回復加速度分量用于向所述自行車機器人提供可使所述自行車機器人恢復平衡的回復力；對所述角度偏差進行微分運算，得到所述旋轉加速度中的阻尼加速度分量，其中，所述阻尼加速度分量用于向所述自行車機器人提供可使所述自行車機器人恢復平衡的阻尼力；將所述回復加速度分量與所述阻尼加速度分量進行線性疊加，得到所述慣性輪的旋轉加速度。6.一種慣性輪控制裝置，應用于包括慣性輪的自行車機器人，其特征在于，所...

【專利技術屬性】
技術研發人員：張烈平，王瑞，
申請(專利權)人：桂林理工大學，
類型：發明
國別省市：廣西;45