[发明专利]直线控制方法、装置及双轮机器人

权利要求书

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

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；

根据所述角速度值计算得到所述双轮机器人绕所述竖直轴转动的角度值；

确定直线控制环的比例项等于比例系数乘以所述角度值；

根据所述比例项确定所述直线控制环的直线控制输出量；

增加所述直线控制输出量来调节用于驱动所述左轮电机的PWM信号和用于驱动所述右轮电机的PWM信号。

2.根据权利要求1所述的直线控制方法，其特征在于，所述方法还包括：

计算所述直线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直线控制环的直线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直线控制输出量。

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

确定所述直线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所述的直线控制方法，其特征在于，所述增加所述直线控制输出量调节用于驱动所述左轮电机的PWM信号和用于驱动所述右轮电机的PWM信号进一步为：

在设定的控制周期内，逐渐递增地完成所述直线控制输出量的增加来调节用于驱动所述左轮电机的PWM信号和用于驱动所述右轮电机的PWM信号。

5.根据权利要求4所述的直线控制方法，其特征在于，所述逐渐递增地完成所述直线控制输出量的增加来调节用于驱动所述左轮电机的PWM信号和用于驱动所述右轮电机的PWM信号进一步为：

线性递增地完成所述直线控制输出量的增加来调节用于驱动所述左轮电机的PWM信号和用于驱动所述右轮电机的PWM信号。

6.一种用于双轮机器人的直线控制装置，所述双轮机器人具有左轮电机和右轮电机，其特征在于，所述直线控制装置包括：

接收模块，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；

角度计算模块，用于根据所述角速度值计算得到所述双轮机器人绕所述竖直轴转动的角度值；

比例计算模块，用于确定直线控制环的比例项等于比例系数乘以所述角度值；

输出量计算模块，用于根据所述比例项确定所述直线控制环的直线控制输出量；以及，

执行模块，用于增加所述直线控制输出量来调节用于驱动所述左轮电机的PWM信号和用于驱动所述右轮电机的PWM信号。

7.根据权利要求6所述的直线控制装置，其特征在于，所述直线控制装置还包括：

微分计算模块，用于计算所述直线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具体用于根据所述比例项和所述微分项确定所述直线控制输出量。

8.根据权利要求7所述的直线控制装置，其特征在于，所述输出量计算模块具体用于确定所述直线控制输出量等于所述比例项与所述微分项之和。

9.根据权利要求6、7或8所述的直线控制装置，其特征在于，所述执行模块具体用于在设定的控制周期内，逐渐递增地完成所述直线控制输出量的增加来调节用于驱动所述左轮电机的PWM信号和用于驱动所述右轮电机的PWM信号。

10.根据权利要求9所述的直线控制装置，其特征在于，所述执行模块具体用于线性递增地完成所述直线控制输出量的增加来调节用于驱动所述左轮电机的PWM信号和用于驱动所述右轮电机的PWM信号。

11.一种用于双轮机器人的直线控制装置，包括存储器和处理器，其特征在于，所述存储器用于存储指令，所述指令用于控制所述处理器进行操作以执行根据权利要求1至5中任一项所述的直线控制方法。

12.一种双轮机器人，具有左轮电机、右轮电机和陀螺仪，所述陀螺仪被设置为用于采集所述双轮机器人绕竖直轴转动的角速度值，其特征在于，所述双轮机器人还包括权利要求6-11中任一项所述的直线控制装置。