[發明專利]兩輪車的轉向與速度控制方法

無效

• 申請號: 201110287333.3
• 申請日: 2011-09-26
• 公開（公告）號: CN103010366A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發明（設計）人: 郭蓋華;涂超;周偉
• 申請（專利權）人: 東莞易步機器人有限公司
• 主分類號: B62K11/00
• 分類號: B62K11/00;B60L15/20
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 譚一兵

技術領域

本發明涉及自動控制技術領域，尤其是涉及兩輪車的轉向與速度控制方法。

背景技術

兩輪車速度大小由駕駛者重心控制，兩輪車與駕駛者組成人車系統，當人車系統重心向前同時兩輪車前進時，重心前傾越大，兩輪車前進加速度越大；人車系統重心向后同時兩輪車后退時，重心后仰越大，兩輪車后退加速度越大。兩輪車轉向方式采用的是兩輪速度差驅動技術，兩輪車設置有擺桿，所述擺桿控制轉向數據，兩輪車系統設置有與兩輪車速度相關的轉向增益，兩輪車系統采集轉向數據將檢測到的轉向數據與轉向增益相乘得到轉向速度變化量，兩輪的速度分別加上和減去該轉向速度變化量，即實現兩輪車轉向過程。

在兩輪車實際使用過程中，存在一個轉向增益大小動態變化的過程，從安全角度設計，兩輪車速度越大，轉向增益越小；兩輪車速度越小，轉向增益越大。在兩輪車后退與前進時速度大小相同的情況下，后退時的轉向增益要比前進時的轉向增益小。所述轉向增益在擺桿未復位到初始狀態下取值是不變的，在駕駛者持續轉彎即所述擺桿未復位到初始狀態的情況下，當兩輪車由前進轉為后退時，兩輪的速度會出現跳變，這種情況嚴重影響駕駛者體驗，甚至導致安全事故的發生。

發明內容

本發明是針對上述背景技術存在的缺陷提供兩輪車的轉向與速度控制方法，保證駕駛者使用舒適且轉向增益平滑過渡無突變感。

為實現上述目的，本發明公開了兩輪車的轉向與速度控制方法，包括以下步驟：

（1）、所述兩輪車包括擺桿、帶控制器的驅動電機、輪子及控制系統，所述控制系統采集兩輪車的當前輸出速度speed，所述擺桿控制兩輪車轉向數據offset計算出相應的轉向增益knob_factor；

（2）、所述兩輪車控制系統將采集的轉向數據offset計算出相應的轉向速度變化量offset_turn；

（3）、所述兩輪車控制系統將兩輪車前進時的速度定義為正值，兩輪車后退時的速度定義為負值，在兩輪車的當前輸出速度speed為負值并且所述擺桿復位到初始狀態時，所述兩輪車轉向增益knob_factor取值進行切換，在兩輪車的當前輸出速度speed為零時轉向增益knob_factor取最大值knob_factor_max。

進一步地，所述轉向增益knob_factor的計算公式為：

knob_factor=offset*Ks/speed

其中Ks為調整因子，通過兩輪車前進時設定為一數值，兩輪車后退時設定為

另一數值。

進一步地，所述轉向速度變化量offset_turn的計算公式為：

offset_turn=（offset-?knob_death_threshold）*?knob_factor

其中knob_death_threshold為兩輪車所設定的轉向零點閥值，在區間為[-knob_death_threshold，knob_death_threshold]內公式offset_turn=（offset-?knob_death_threshold）*?knob_factor?中的knob_death_threshold取值均為零值；

進一步地，所述轉向增益knob_factor的最大值knob_factor_max與驅動電機的最大轉速v_max線性相關：

knob_factor_max=k*v_max；

所述k值為與驅動電機性能相關的工程數據。

進一步地，所述當前輸出速度speed為-0.11km/h時兩輪車轉向增益knob_factor取值進行切換。

進一步地，在步驟（3）情況下，通過如下步驟實現：

①、所述兩輪車控制系統將采集到的兩輪車的當前輸出速度speed與所述負值進行比較定義兩輪車的輸出狀態值cur_status，所述兩輪車控制系統將兩輪車上一狀態last_status的初始值設定為1，將兩輪車擺桿復位標志clearflag的初始值設定為FALSE；

②、所述兩輪車控制系統對所述擺桿進行復位判斷，兩輪車控制系統定義擺桿的clearflag值以確定兩輪車控制系統控制兩輪車上一狀態last_status取值；