[发明专利]转向控制方法、装置及双轮机器人

说明书

本发明公开了一种转向控制方法、装置及双轮机器人，该双轮机器人具有左轮电机和右轮电机，该转向控制方法包括：计算左轮电机与右轮电机之间的实际转速差值的绝对值；计算该绝对值与预设的目标转速差值之间的偏差值；根据该偏差值确定转向控制环的比例项；根据该比例项确定转向控制环的转向控制输出量；在当前转动方向为向左转向时，增加转向控制输出量来调节用于驱动右轮电机的PWM信号，同时减少转向控制输出量来调节用于驱动左轮电机的PWM信号；在当前转动方向为向右转向时，增加转向控制输出量来调节用于驱动左轮电机的PWM信号，同时减少转向控制输出量来调节用于驱动右轮电机的PWM信号。

技术领域

本发明涉及双轮机器人技术领域，更具体地，本发明涉及一种用于双轮机器人的转向控制方法、一种用于双轮机器人的转向控制装置、及一种双轮机器人。

背景技术

当前，两轮呈左右对称分布的移动式机器人已被广泛应用在各个领域，例如娱乐类的双轮机器人。该种双轮机器人的左、右轮各由一个电机驱动，并依靠左、右轮的差速实现转向。双轮机器人的典型控制系统具有两个控制环，分别为速度控制环和直立控制环，该种结构虽然比较简单，但是，当左、右轮的差速过小时，便会出现转不动甚至抖动的状况，而当左、右轮的差速过大时，又会出现转向跌倒的状况，该种现象在双轮机器人处于负重的状态下将更加明显。

发明内容

本发明实施例的一个目的是提供一种用于双轮机器人的转向控制的新的技术方案。

根据本发明的第一方面，提供了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，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，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，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。

可选的是，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。

可选的是，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。

可选的是，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。