[发明专利]控制纵向两轮车平衡的方法和装置

权利要求书

1.一种控制纵向两轮车平衡的方法，其特征在于，所述方法包括：

获取纵向两轮车待转的目标转动角度；

第二步：以第一时间间隔定时执行如下控制步骤：

判断是否到达执行平衡算法的时间，如果到达，则执行平衡算法，所述平衡算法包括：获取所述纵向两轮车的姿态数据，根据所述姿态数据，计算所述纵向两轮车的当前车体倾斜角，基于所述当前车体倾斜角进行PD算法，计算所述纵向两轮车的平衡角度，控制所述纵向两轮车转动所述平衡角度后，跳转执行第二步，其中，前后两次执行所述平衡算法的时间间隔为第二时间间隔；

如果未到达执行平衡算法的时间，读取所述纵向两轮车的当前转动角度，根据所述目标转动角度、当前转动角度，基于PID算法，控制所述纵向两轮车转向；

采集并更新所述纵向两轮车的当前转动角度，如果该当前转动角度小于所述目标转动角度，则跳转执行第二步。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

接收并保存所述第一时间间隔和/或第二时间间隔的值。

3.根据权利要求1-2任一所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

舵机安装于所述纵向两轮车的车把上，所述舵机的输出轴与所述纵向两轮车的前轮直接连接，配置用于控制所述前轮转向。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述舵机至少包括姿态传感器、第一微控制单元MCU、第一电机驱动电路、第一有刷电机、第一反馈电路、第一蓝牙电路，具体的：

所述姿态传感器配置用于测量所述纵向两轮车的姿态数据；

所述第一反馈电路配置用于测量所述第一有刷电机的当前转动角度；

所述姿态传感器、第一反馈电路、第一电机驱动电路、第一蓝牙电路分别与所述第一微控制单元MCU电连接；

所述控制步骤由所述第一微控制单元MCU执行，通过所述第一电机驱动电路驱动所述第一有刷电机转动。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

电机安装于所述纵向两轮车后轮的水平轴线上，所述电机的输出轴、所述后轮分别与齿轮组连接，所述电机通过所述齿轮组传动至所述后轮，带动所述后轮转动。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述电机至少包括第二微控制单元MCU、第二电机驱动电路、第二有刷电机、第二反馈电路、第二蓝牙电路，具体的：

所述第二微控制单元MCU通过所述第二电机驱动电路驱动所述第二有刷电机转动；

所述第二反馈电路与所述第二微控制单元MCU电连接，用于测量并向所述第二微控制单元MCU反馈所述第二有刷电机的当前转动速度；

所述第二微控制单元MCU与所述第二蓝牙电路电连接。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述舵机、电机、智能终端组成蓝牙mesh网络，进行通信。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

预先控制所述电机转动，使所述纵向两轮车以大于预设速度行驶。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述平衡算法中PD算法的公式为：

balence_err(t)＝Zer_angle+Tar_angle+inclination(t)

其中，Zer_angle表示车体零点平衡角度，即所述纵向两轮车自然平衡直行时车体倾斜角，Tar_angle表示目标转动角度，inclination(t)表示当前车体倾斜角，balence_err(t)表示平衡角度误差，K_p1表示第一比例增益，K_d1表示第一微分增益，balence_out表示平衡角度。