[發明專利]轉向控制方法、裝置及雙輪機器人

有效

• 申請號: 201710193147.0
• 申請日: 2017-03-28
• 公開（公告）號: CN106926900B
• 公開（公告）日: 2023-04-25
• 發明（設計）人: 趙艷麗;程霖
• 申請（專利權）人: 歌爾科技有限公司
• 主分類號: B62D11/00
• 分類號: B62D11/00;B62D11/04
• 代理公司: 北京博雅睿泉專利代理事務所(特殊普通合伙) 11442
• 代理人: 郭少晶;馬佑平

1.一種用于雙輪機器人的轉向控制方法，所述雙輪機器人具有左輪電機和右輪電機，其特征在于，所述轉向控制方法包括：

計算所述左輪電機與所述右輪電機之間的實際轉速差值的絕對值；

計算所述絕對值與預設的目標轉速差值之間的偏差值；

根據所述偏差值確定轉向控制環的比例項；

根據所述比例項，確定所述轉向控制環的轉向控制輸出量；

確定所述雙輪機器人的當前轉動方向；

如果所述當前轉動方向為向左轉向，則增加所述轉向控制輸出量來調節用于驅動所述右輪電機的PWM信號，同時減少所述轉向控制輸出量來調節用于驅動所述左輪電機的PWM信號；

如果所述當前轉動方向為向右轉向，則增加所述轉向控制輸出量來調節用于驅動所述左輪電機的PWM信號，同時減少所述轉向控制輸出量來調節用于驅動所述右輪電機的PWM信號，

其中，所述目標轉速差值為根據實際測試確定的使得所述雙輪機器人能夠順暢轉彎時的轉速差值。

2.根據權利要求1所述的轉向控制方法，其特征在于，所述方法還包括：

接收陀螺儀提供的所述雙輪機器人繞豎直軸轉動的角速度值；

計算所述轉向控制環的微分項等于微分時間乘以所述角速度值；

所述根據所述比例項，確定所述轉向控制環的轉向控制輸出量進一步為：

根據所述比例項和所述微分項，確定所述轉向控制輸出量。

3.根據權利要求2所述的轉向控制方法，其特征在于，所述根據所述比例項和所述微分項，確定所述轉向控制輸出量進一步為：

確定所述轉向控制輸出量等于所述比例項與所述微分項之和。

4.根據權利要求1、2或3所述的轉向控制方法，其特征在于，所述計算所述左輪電機與所述右輪電機之間的實際轉速差值的絕對值包括：

接收左輪電機的編碼器輸出的左輪脈沖信號，并計算所述左輪脈沖信號的脈沖數作為左輪脈沖數；

接收右輪電機的編碼器輸出的右輪脈沖信號，并計算所述右輪脈沖信號的脈沖數作為右輪脈沖數；

計算所述左輪脈沖數與所述右輪脈沖數的差值的絕對值作為所述實際轉速差值的絕對值。

5.一種用于雙輪機器人的轉向控制裝置，所述雙輪機器人具有左輪電機和右輪電機，其特征在于，所述轉向控制裝置包括：

實際轉速差值計算模塊，用于計算所述左輪電機與所述右輪電機之間的實際轉速差值的絕對值；

偏差計算模塊，用于計算所述絕對值與預設的目標轉速差值之間的偏差值；

比例計算模塊，用于根據所述偏差值確定轉向控制環的比例項；

輸出量計算模塊，用于根據所述比例項，確定所述轉向控制環的轉向控制輸出量；

轉向確定模塊，用于確定所述雙輪機器人的當前轉動方向；

執行模塊，用于在所述當前轉動方向為向左轉向時，增加所述轉向控制輸出量來調節用于驅動所述右輪電機的PWM信號，同時減少所述轉向控制輸出量來調節用于驅動所述左輪電機的PWM信號；及用于在所述當前轉動方向為向右轉向時，增加所述轉向控制輸出量來調節用于驅動所述左輪電機的PWM信號，同時減少所述轉向控制輸出量來調節用于驅動所述右輪電機的PWM信號，

其中，所述目標轉速差值為根據實際測試確定的使得所述雙輪機器人能夠順暢轉彎時的轉速差值。

6.根據權利要求5所述的轉向控制裝置，其特征在于，所述轉向控制裝置還包括：

微分計算模塊，用于接收陀螺儀提供的所述雙輪機器人繞豎直軸轉動的角速度值，并計算所述轉向控制環的微分項等于微分時間乘以所述角速度值；

所述輸出量計算模塊進一步用于根據所述比例項和所述微分項，確定所述轉向控制輸出量。

7.根據權利要求6所述的轉向控制裝置，其特征在于，所述輸出量計算模塊進一步用于確定所述轉向控制輸出量等于所述比例項與所述微分項之和。