[发明专利]一种基于陀螺仪的轮椅车及其控制方法

权利要求书

1.一种基于陀螺仪的轮椅车控制方法，其特征在于包括以下步骤：

采集速度预期值，采集摇杆模块的速度控制信号，转化为轮椅车的转弯速度预期值，所述的转弯速度预期值为转弯速度差的目标值；

陀螺仪采集姿态信息，采集轮椅车行驶过程中陀螺仪的姿态信息，并将姿态信息传入陀螺仪姿态解算模块；

解算速度实际值，陀螺仪姿态解算模块根据姿态信息解算得到轮椅车的转弯速度实际值；

反馈调节，通过转弯速度预期值与转弯速度实际值进行PID闭环反馈调节，直至转弯速度预期值与转弯速度实际值偏差值为零，得到电机驱动模块转弯输出速度。

2.如权利要求1所述的一种基于陀螺仪的轮椅车控制方法，其特征在于，所述的步骤解算速度实际值包括以下流程：陀螺仪端口初始化、陀螺仪寄存器配置、读取姿态数据、数据滤波、数据校准、陀螺仪姿态数据解算、角度变换、输出电机驱动模块转弯速度控制信号。

3.如权利要求2所述的一种基于陀螺仪的轮椅车控制方法，其特征在于：所述步骤解算速度实际值还包括重新标定判定，所述的重新标定判定位于所述的数据滤波之后；所述的重新标定判定的判定结果为是，则对陀螺仪进行标定校准后进行陀螺仪姿态数据解算；所述的重新标定判定的判定结果为否，则直接进行陀螺仪姿态数据解算。

4.如权利要求2或3所述的一种基于陀螺仪的轮椅车控制方法，其特征在于：所述的陀螺仪姿态数据解算采用四元素法对俯仰角、航偏角、横滚角以及角速度进行解算。

5.如权利要求4所述的一种基于陀螺仪的轮椅车控制方法，其特征在于：还包括步骤坡度检测，所述的坡度检测包括设定坡度与轮椅车速度值映射关系、设定坡度范围、检测轮椅车俯仰角、判定轮椅车俯仰角是否超出坡度范围，若轮椅车俯仰角超出坡度范围，发出提醒。

6.如权利要求4所述的一种基于陀螺仪的轮椅车控制方法，其特征在于：还包括步骤转弯检测，所述的转弯检测包括设定航偏角与轮椅车转弯速度值映射关系、设定最大转弯速度值、判定轮椅车转弯速度是否超出最大转弯速度，若超出则发出提醒。

7.一种基于陀螺仪的轮椅车，包括轮椅车本体，其特征在于：所述的轮椅车本体包括动力轮、驱动电机、导向轮、椅身、运动控制器、陀螺仪、运动控制模块；所述的驱动电机、导向轮与所述的椅身连接；所述的动力轮通过所述的驱动电机与所述的椅身连接；所述的运动控制模块包括主控模块、陀螺仪姿态解算模块、摇杆模块、电机驱动模块、电源模块；所述的陀螺仪姿态解算模块、摇杆模块、电机驱动模块、电源模块与所述的主控模块连接通信；所述的陀螺仪与所述的陀螺仪姿态解算模块连接通信；所述的摇杆模块与所述的运动控制器连接通信；所述的电机驱动模块与所述的驱动电机连接通信；所述的电源模块与所述的主控模块、驱动电机、运动控制器电连接。

8.如权利要求7所述的一种基于陀螺仪的轮椅车，其特征在于：所述的运动控制模块还包括蓝牙模块；所述的主控模块与蓝牙设备通过所述的蓝牙模块连接通信；所述的蓝牙模块采用蓝牙芯片NRF51822。

9.如权利要求7所述的一种基于陀螺仪的轮椅车，其特征在于：所述的电机驱动模块包括正弦波控制器，所述的正弦波控制器与所述的驱动电机电连接。

10.如权利要求7所述的一种基于陀螺仪的轮椅车，其特征在于：所述的运动控制器安装于所述的椅身扶手处；所述的运动控制器包括360°霍尔摇杆、按键、警示扩音器。