[发明专利]转向控制方法、装置及双轮机器人

权利要求书

1.一种用于双轮机器人的转向控制方法，所述双轮机器人具有左轮电机和右轮电机，其特征在于，所述转向控制方法包括：

计算所述左轮电机与所述右轮电机之间的实际转速差值的绝对值；

计算所述绝对值与预设的目标转速差值之间的偏差值；

根据所述偏差值确定转向控制环的比例项；

根据所述比例项，确定所述转向控制环的转向控制输出量；

确定所述双轮机器人的当前转动方向；

如果所述当前转动方向为向左转向，则增加所述转向控制输出量来调节用于驱动所述右轮电机的PWM信号，同时减少所述转向控制输出量来调节用于驱动所述左轮电机的PWM信号；

如果所述当前转动方向为向右转向，则增加所述转向控制输出量来调节用于驱动所述左轮电机的PWM信号，同时减少所述转向控制输出量来调节用于驱动所述右轮电机的PWM信号，

其中，所述目标转速差值为根据实际测试确定的使得所述双轮机器人能够顺畅转弯时的转速差值。

2.根据权利要求1所述的转向控制方法，其特征在于，所述方法还包括：

接收陀螺仪提供的所述双轮机器人绕竖直轴转动的角速度值；

计算所述转向控制环的微分项等于微分时间乘以所述角速度值；

所述根据所述比例项，确定所述转向控制环的转向控制输出量进一步为：

根据所述比例项和所述微分项，确定所述转向控制输出量。

3.根据权利要求2所述的转向控制方法，其特征在于，所述根据所述比例项和所述微分项，确定所述转向控制输出量进一步为：

确定所述转向控制输出量等于所述比例项与所述微分项之和。

4.根据权利要求1、2或3所述的转向控制方法，其特征在于，所述计算所述左轮电机与所述右轮电机之间的实际转速差值的绝对值包括：

接收左轮电机的编码器输出的左轮脉冲信号，并计算所述左轮脉冲信号的脉冲数作为左轮脉冲数；

接收右轮电机的编码器输出的右轮脉冲信号，并计算所述右轮脉冲信号的脉冲数作为右轮脉冲数；

计算所述左轮脉冲数与所述右轮脉冲数的差值的绝对值作为所述实际转速差值的绝对值。

5.一种用于双轮机器人的转向控制装置，所述双轮机器人具有左轮电机和右轮电机，其特征在于，所述转向控制装置包括：

实际转速差值计算模块，用于计算所述左轮电机与所述右轮电机之间的实际转速差值的绝对值；

偏差计算模块，用于计算所述绝对值与预设的目标转速差值之间的偏差值；

比例计算模块，用于根据所述偏差值确定转向控制环的比例项；

输出量计算模块，用于根据所述比例项，确定所述转向控制环的转向控制输出量；

转向确定模块，用于确定所述双轮机器人的当前转动方向；

执行模块，用于在所述当前转动方向为向左转向时，增加所述转向控制输出量来调节用于驱动所述右轮电机的PWM信号，同时减少所述转向控制输出量来调节用于驱动所述左轮电机的PWM信号；及用于在所述当前转动方向为向右转向时，增加所述转向控制输出量来调节用于驱动所述左轮电机的PWM信号，同时减少所述转向控制输出量来调节用于驱动所述右轮电机的PWM信号，

其中，所述目标转速差值为根据实际测试确定的使得所述双轮机器人能够顺畅转弯时的转速差值。

6.根据权利要求5所述的转向控制装置，其特征在于，所述转向控制装置还包括：

微分计算模块，用于接收陀螺仪提供的所述双轮机器人绕竖直轴转动的角速度值，并计算所述转向控制环的微分项等于微分时间乘以所述角速度值；

所述输出量计算模块进一步用于根据所述比例项和所述微分项，确定所述转向控制输出量。

7.根据权利要求6所述的转向控制装置，其特征在于，所述输出量计算模块进一步用于确定所述转向控制输出量等于所述比例项与所述微分项之和。