惯性轮控制方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术实施例提供一种惯性轮控制方法及装置，应用于包括惯性轮的自行车机器人。所述控制方法包括：对自行车机器人的倾斜角度进行采集，得到自行车机器人的倾斜角度值；对惯性轮的转动速度进行采集，得到惯性轮的转动速度值，并根据转动速度值得到自行车机器人的平衡角度值；将倾斜角度值与平衡角度值进行比较；当倾斜角度值不同于平衡角度值时，根据倾斜角度值及平衡角度值，得到与倾斜角度值对应的惯性轮的旋转加速度，并控制惯性轮按照旋转加速度进行转动，以使自行车机器人保持平衡。所述惯性轮控制方法及装置能够对惯性轮的转速进行控制，能够使自行车机器人更为持久地保持平衡，避免造成严重损失。

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.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及自行车机器人控制
，具体而言，涉及一种惯性轮控制方法及装置。
技术介绍
随着科学技术的不断发展，智能车控制技术的应用愈发广泛。然而就智能车控制技术本身而言，尚且存在着很多技术问题需要解决。以自行车机器人为例，如何实现自行车机器人的自平衡控制便是一个极为重要的问题。目前而言，现有技术中一般是通过PID控制算法控制自行车机器人上的惯性轮做加速或减速旋转运动的方式，使自行车机器人在发生倾斜时能够实现自平衡控制。但是这种方式并未考虑到惯性轮的转速存在极限，且自行车机器人本身的电能也无法支撑惯性轮能够一直加速旋转，因此，当惯性轮的转速过高时，自行车机器人将会因惯性轮不能更进一步地加速转动而失去平衡，从而极有可能损坏自行车机器人，造成严重损失。因此，如何提供一种可对自行车机器人的惯性轮的转速进行控制，能够使自行车机器人更为持久地保持平衡，避免造成严重损失的惯性轮控制方法，对本领域技术人员而言，是急需解决的技术问题。
技术实现思路
为了克服现有技术中的上述不足，本专利技术的目的在于提供一种惯性轮控制方法及装置。所述惯性轮控制方法及装置能够对惯性轮的转速进行控制，能够使自行车机器人更为持久地保持平衡，避免造成严重损失。就惯性轮控制方法而言，本专利技术较佳的实施例提供一种惯性轮控制方法，所述惯性轮控制方法应用于包括惯性轮的自行车机器人。所述控制方法包括：对自行车机器人的倾斜角度进行采集，得到所述自行车机器人的倾斜角度值；对惯性轮的转动速度进行采集，得到所述惯性轮的转动速度值，并根据所述转动速度值得到所述自行车机器人的平衡角度值；将所述倾斜角度值与所述平衡角度值进行比较；当所述倾斜角度值不同于所述平衡角度值时，根据所述倾斜角度值及平衡角度值，得到与所述倾斜角度值对应的所述惯性轮的旋转加速度，并控制所述惯性轮按照所述旋转加速度进行转动，以使所述自行车机器人保持平衡。就惯性轮控制装置而言，本专利技术较佳的实施例提供一种惯性轮控制装置，所述惯性轮控制装置应用于包括惯性轮的自行车机器人。所述控制装置包括：倾斜角度采集模块，用于对自行车机器人的倾斜角度进行采集，得到所述自行车机器人的倾斜角度值；平衡角度获取模块，用于对惯性轮的转动速度进行采集，得到所述惯性轮的转动速度值，并根据所述转动速度值得到所述自行车机器人的平衡角度值；角度比较模块，用于将所述倾斜角度值与所述平衡角度值进行比较；惯性轮控制模块，用于当所述倾斜角度值不同于所述平衡角度值时，根据所述倾斜角度值及平衡角度值，得到与所述倾斜角度值对应的所述惯性轮的旋转加速度，并控制所述惯性轮按照所述旋转加速度进行转动，以使所述自行车机器人保持平衡。相对于现有技术而言，本专利技术较佳的实施例提供的惯性轮控制方法及装置具有以下有益效果：所述惯性轮控制方法及装置能够对惯性轮的转速进行控制，能够使自行车机器人更为持久地保持平衡，避免造成严重损失。具体地，所述惯性轮控制方法根据采集到的自行车机器人的倾斜角度值及通过采集到的惯性轮的转动速度值而得到的自行车机器人的平衡角度值，得到与所述倾斜角度值对应的惯性轮的旋转加速度，并控制所述惯性轮按照所述旋转加速度进行转动，从而实现对所述惯性轮的转速的控制，使所述自行车机器人能够更为持久地保持平衡，避免造成严重损失。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举本专利技术较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。图1为本专利技术较佳的实施例提供的自行车机器人的一种结构示意图。图2为本专利技术较佳的实施例提供的图1所示的自行车机器人的一种方框示意图。图3为本专利技术较佳的实施例提供的惯性轮控制方法的一种流程示意图。图4为图3中步骤S210包括的子步骤的流程示意图。图5为图3中步骤S220包括的子步骤的流程示意图。图6为图3中步骤S240包括的子步骤的流程示意图。图7为本专利技术较佳的实施例提供的图2中所示的惯性轮控制装置的一种方框示意图。图8为本专利技术较佳的实施例提供的图2中所示的惯性轮控制装置的另一种方框示意图。图标：10-自行车机器人；11-车体；12-惯性轮；13-存储器；14-处理器；100-惯性轮控制装置；110-倾斜角度采集模块；120-平衡角度获取模块；130-角度比较模块；140-惯性轮控制模块；111-偏转角度采集子模块；112-角速度采集子模块；113-倾斜角度计算子模块。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。在本专利技术的描述中，还需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该专利技术产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。如何提供一种可对自行车机器人的惯性轮的转速进行控制，能够使自行车机器人更为持久地保持平衡，避免造成严重损失的惯性轮控制方法及装置，对本领域技术人员而言，是急需解决的技术问题。下面结合附图，对本专利技术的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。请参照图1，是本专利技术较佳的实施例提供的自行车机器人10的一种结构示意图。在本专利技术实施例中，所述自行车机器人10包括车体11及惯性轮12。所述惯性轮12设置在所述车体11上，以在所述车体11倾斜时转动，使所述车体11重新保持平衡，实现自行车机器人10的自平衡控制。请参照图2，是本专利技术较佳的实施例提供的自行车机器人10的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种惯性轮控制方法，应用于包括惯性轮的自行车机器人，其特征在于，所述控制方法包括：对自行车机器人的倾斜角度进行采集，得到所述自行车机器人的倾斜角度值；对惯性轮的转动速度进行采集，得到所述惯性轮的转动速度值，并根据所述转动速度值得到所述自行车机器人的平衡角度值；将所述倾斜角度值与所述平衡角度值进行比较；当所述倾斜角度值不同于所述平衡角度值时，根据所述倾斜角度值及平衡角度值，得到与所述倾斜角度值对应的所述惯性轮的旋转加速度，并控制所述惯性轮按照所述旋转加速度进行转动，以使所述自行车机器人保持平衡。

【技术特征摘要】
1.一种惯性轮控制方法，应用于包括惯性轮的自行车机器人，其特征在于，所述控制方法包括：对自行车机器人的倾斜角度进行采集，得到所述自行车机器人的倾斜角度值；对惯性轮的转动速度进行采集，得到所述惯性轮的转动速度值，并根据所述转动速度值得到所述自行车机器人的平衡角度值；将所述倾斜角度值与所述平衡角度值进行比较；当所述倾斜角度值不同于所述平衡角度值时，根据所述倾斜角度值及平衡角度值，得到与所述倾斜角度值对应的所述惯性轮的旋转加速度，并控制所述惯性轮按照所述旋转加速度进行转动，以使所述自行车机器人保持平衡。2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述根据所述转动速度值得到所述自行车机器人的平衡角度值的步骤包括：按照所述自行车机器人的比例系数对所述转动速度值进行角度值的运算，得到相应的角度值；将与所述转动速度值的方向极性相反的方向极性作为所述角度值的方向极性，得到对应的平衡角度值。3.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述对自行车机器人的倾斜角度进行采集，得到所述自行车机器人的倾斜角度值的步骤包括：对自行车机器人的偏转角度进行采集，得到所述自行车机器人的偏转角度；对自行车机器人的角速度进行采集，得到所述自行车机器人的角速度；对所述角速度进行积分运算得到与所述角速度对应的角度值，并根据所述偏转角度对与所述角速度对应的角度值进行校正，得到所述自行车机器人的倾斜角度值。4.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述根据所述倾斜角度值及平衡角度值，得到与所述倾斜角度值对应的所述惯性轮的旋转加速度的步骤包括：将所述平衡角度值与所述倾斜角度值进行相减运算，得到相应的角度偏差；对所述角度偏差进行数据处理，得到对应的惯性轮的旋转加速度。5.根据权利要求4所述的控制方法，其特征在于，所述对所述角度偏差进行数据处理，得到对应的惯性轮的旋转加速度的步骤包括：对所述角度偏差进行比例运算，得到所述旋转加速度中的回复加速度分量，其中，所述回复加速度分量用于向所述自行车机器人提供可使所述自行车机器人恢复平衡的回复力；对所述角度偏差进行微分运算，得到所述旋转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车机器人提供可使所述自行车机器人恢复平衡的阻尼力；将所述回复加速度分量与所述阻尼加速度分量进行线性叠加，得到所述惯性轮的旋转加速度。6.一种惯性轮控制装置，应用于包括惯性轮的自行车机器人，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：张烈平，王瑞，
申请(专利权)人：桂林理工大学，
类型：发明
国别省市：广西;45