[发明专利]一种基于视觉传感器的多种路况下的两轮自平衡车运动控制方法

摘要

一种基于视觉传感器的多种路况下的两轮自平衡车运动控制方法，包括以下步骤：1)检测稳定可控角θ'，确定一个采样周期T内的倾角值θ(θ1，θ2，θ3,…,θn)，当|θn|θ'时，引入新的平衡控制模型以达到平衡；2)判断前方是否有斜坡，返回到斜坡的距离l1(l11,l12,l13,…,l1n)；3)得到左右两侧车轮离斜坡的距离分别为l2(l21,l22,l23,…,l2n),l3(l31,l32,l33,…,l3n)；4)，若l2n≠l3n，引入新的转向环控制模型，直到l2n＝l3n，再与l1n对比，直到l3n＝l2n＝l1n，将当前车体中轴所对的位置置为标记点；5)当再次经过斜坡时，以标记点为中心，在左右两侧间隔固定距离d选取上坡位置，多次采样后，得到高质量的标准斜坡图像。本发明在不同路况下通过引入新的运动控制模型，能有效地提高视觉传感器对图像采集的质量和效率，提高了系统的可靠性，提高了定位导航及地图构建的精度。

主权项

1.一种基于视觉传感器的多种路况下的两轮自平衡车运动控制方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：1)根据当前平衡车的机械结构、电机的型号属性以及现场测试确定当前PID参数下最大的稳定可控角度，设定角度值θ'，确定下位机平衡倾角采样周期T，一个周期内倾角值为θ(θ₁，θ₂，θ₃,…,θ_n)，当|θ_n|>θ'时，直接拒绝上位机控制命令，结束通信，引入新的平衡控制模型以达到平衡，在恢复平衡后，再开启通信，发送可以继续的状态命令；2)在车体已平衡的基础上，由深度摄像头判断前方是否有斜坡，由深度摄像头模块读取平衡车到斜坡的距离l₁(l₁₁,l₁₂,l₁₃,…,l_1n)；3)判断车体两侧车轮是否与斜坡平面保持平行，测量车体两侧超声波模块的返回值，解析得到左右两侧车轮离前方障碍的距离分别为l₂(l₂₁,l₂₂,l₂₃,…,l_2n),l₃(l₃₁,l₃₂,l₃₃,…,l_3n)；4)若l_2n≠l_3n，说明车体平面未与斜坡平面保持平行，引入新的转向环控制模型，将原有转向环的差速驱动变为反向驱动，直到再次测量得到l_2n＝l_3n，再由深度摄像头反馈回的数据l_1n对比，直到l_3n＝l_2n＝l_1n，将当前车体中轴所对的斜坡边缘置为标记点；5)当再次经过斜坡时，以标记点为中心，在左右两侧间隔固定距离d选取上坡位置，多次采样后，即可得到的高质量的标准斜坡图像完成精准的地图构建。